En 1905, elle est inscrite comme prostituée dans les registres policiers.Dénoncée par un soldat pour lui avoir transmis la syphilis, elle fut contrainte de partir exercer à Paris, rue Godot-de-Mauroy où elle rencontra Henri Richer, riche industriel, mandataire aux Halles, qu’elle épousera en 1907.

En 1916 elle se retrouve veuve de guerre. Elle devient, grâce à son amant (jeune anarchiste russe appartenant au Deuxième Bureau), espionne sous les ordres du capitaine Ladoux. Pour approcher l'attaché naval allemand à Madrid, Von Krohn, elle en devient sa maîtresse. En rentrant en France, elle découvre son nom rayé du service et le capitaine Ladoux emprisonné.
En 1926, elle épouse le Britannique Thomas Crompton, directeur financier de la fondation Rockefeller, mécène de la restauration du Petit Trianon, qui meurt subitement en 1928 à Genève. Elle mène alors grand train à Bougival.
Dans les années 30, à la suite de la sortie des Mémoires romancés du Capitaine Ladoux (qui remet en cause ses actions lors de la Première Guerre), elle publie également ses mémoires (sous le pseudonyme de Richard) qui deviendra un best-seller : Ma vie d'espionne au service de la France (adapté au cinéma en 1937) et devient brusquement une héroïne. Sous la pression médiatique, son amant Édouard Herriot, chef du gouvernement de l'époque, obtint le 17 janvier 1933 la légion d'honneur à Mme veuve Crompton.
Alors que pendant la Seconde Guerre mondiale, tout le monde admire son courage, elle n'est pas inquiétée par l'occupant nazi, pour la simple et bonne raison qu'elle est inconnue des services allemands. Vexée par cette indifférence, elle finit par se rendre dans les locaux de la Gestapo où elle déclare : "Messieurs, je suis Marthe Richard, celle qui vous a fait tant de mal au cours de la dernière guerre". L'officier lui fait répéter son nom, qui ne lui dit rien, et pour cause, sa vie d'"espionne" durant la Première guerre n'est que pure affabulation. Elle se rapprocha d'ailleurs de certains membres de la Gestapo, ainsi que de François Spirito, un mafieux marseillais et collaborateur.

Marthe Richard meurt à 92 ans en 1982 et est enterrée au Cimetière du Père-Lachaise