María Esperanza Adolfina Mateos  nació en la Ciudad de México, de acuerdo a su acta de nacimiento fue hija natural de Elena Mateos, hermana de quien fuera presidente de México Adolfo López Mateos, de acuerdo a los biógrafos de ambos, los hermanos adoptaron el apellido del esposo de su madre. Cabe hacer mención, que de acuerdo a investigadores sobre la vida del ex presidente, el nacimiento del mismo y de su hermana fue posterior a la muerte del esposo de su madre, pero su biografía oficial se manipuló ya que como senador era un candidato fuerte a la presidencia.

Se dice que el nacimiento ilegítimo de Esperanza dio origen a muchas historias. Gabriel Figueroa Mateos, quien fue un reconocido cinefotógrafo mexicano, primo y la vez cuñado de Esperanza, menciona en sus memorias que el español Gonzalo de Murga tuvo una hija con una aristócrata inglesa de quien se separó entregando a la niña Elena Mateos, quien la llamó Esperanza.​

De niña, Esperanza convivió mucho con sus primos Gabriel y Roberto Figueroa Mateos y en 1934 contrajo nupcias con Roberto.

Esperanza estudió enfermería y también fue taquígrafa parlamentaria. En los años 30 trabajó en la Secretaría de Educación Pública, en donde conoció a intelectuales de origen alemán asilados en México por la persecución nazi, asimismo se relacionó con intelectuales mexicanos como el sindicalista y político, Vicente Lombardo Toledano con quien trabajo durante varios años apoyando a los exiliados judíos que huían de las guerras europeas y buscaban refugio en México.

En junio de 1941 Esperanza conoció a Henry Schnautz, uno de los guardias de Trotsky, con quien sostuvo una relación amorosa, la cual no fructificó, sin embargo fueron amigos hasta la muerte de ella Dos años después del asesinato de Trotsky, Henry Schnautz abandonó México.

En 1947 viajó por Europa y Nueva York para reunir fondos para armar un barco, llamado Exodus, que transportaría a un grupo de refugiados judíos a Israel. En agradecimiento, la comunidad judía mexicana hizo construir una escuela que lleva el nombre de Esperanza López Mateos. 

En 1948 participó con Vicente Lombardo Toledano en la fundación del Partido Popular.

En una época de su vida convivió mucho con su hermano Adolfo, participaron en el movimiento vasconcelista y practicaron el alpinismo. En el Iztaccíhuatl existe un refugio alpino que lleva el nombre de Esperanza.

Esperanza López Mateos fue quien tradujo varias obras de Bruno Traven y fue su agente literario en América Latina durante varios años. Hay quienes aseguran que fue el único contacto con el misterioso escritor.  En 1943, Ediciones Tempestad, una empresa en la que fueron socios Traven y Esperanza, publicó La carta y el recuerdo, escritos por ella. 

En junio de 1948 Esperanza se sometió a un doloroso tratamiento de la columna para curarse de las secuelas de un accidente alpino. Fue operada, pasó diez semanas en el hospital y luego siguió en cama por varias semanas.

En octubre de 1950 estalló la huelga de mineros de Nueva Rosita contra la Mexicana Zinc & Co., subsidiaria de la American Smelting & Refining Co. (ASARCO). Esperanza viajó a Nueva Rosita para entregar los fondos reunidos por el Comité de Defensa y Solidaridad con las Huelgas Mineras, dirigido por Felipe Sánchez Acevedo, Esperanza López Mateos y Ángel Bassols Batalla en la Ciudad de México. 

En Nueva Rosita Esperanza se enfrentó con el general Pliego Garduño, comandante a cargo de la zona militarizada. Fue intimidada y obligada a abandonar Coahuila. Los mineros decidieron ir a pie hasta la Ciudad de México para exigir sus derechos y organizaron la “Marcha del Hambre”, que llegó a la capital el 10 de marzo de 1951. Esperanza alojó a las mujeres en su propia casa, mientras la mayoría de los mineros se quedaron en el Deportivo 18 de Marzo. El presidente Alemán se negó a recibir a los mineros y a principios de abril la huelga fue declarada inexistente.​

El 19 de septiembre de 1951 murió Esperanza López Mateos de un disparo en la cabeza, su cuerpo lo encontró su esposo Roberto Figueroa. En su momento se dijo que había sido un suicidio causado por los fuertes dolores de la columna. 

Existe la versión de que el médico que atendía a Esperanza y el responsable de expedir el certificado de defunción, José Álvarez Amézquita, aseguró que el tiro fue en la nuca, por lo que aún persiste la sospecha de que fue asesinada como algunos líderes de la huelga de los mineros.