Nació el 8 de julio de 1893 en la Ciudad de México, de familia rica, su padre fue el General Manuel Mondragón y su madre Mercedes Valseca la cual tuvo una gran influencia en la formación intelectual de María del Carmen, se preocupó en su educación integral, desde muy pequeña aprendió a tocar el piano y a escribir. 

A su padre el gobierno de México lo envió a París, donde la familia vivió ocho años, y fue ahí donde estudió en un internado donde aprendió diversas ramas del arte como la danza clásica, la pintura, la literatura y el teatro.

A su regreso a México se enamora del Cadete Manuel Rodríguez Lozano con quien se casa en 1913. Ya casados deciden regresar a París donde conocen y conviven con artistas como Diego Rivera, Georges Braque, Henri Matisse y Pablo Picasso. Más tarde estalla la Primera Guerra Mundial y se refugian en San Sebastián, España en donde comienzan los dos a pintar.

En 1921 regresan a México donde entablan amistad con el Dr. Atl y es cuando ella descubre que su marido es homosexual, lo cual los lleva al divorcio. ​Es en este momento que ella comienza a involucrarse más con el arte. 

María del Carmen Mondragón Valseca sorprendió por sus ideas progresistas y su rebeldía. Estudió con personajes como José Vasconcelos, Xavier Villaurrutia, Dolores del Río, Tina Modoti, Frida Kahlo, María Izquierdo, José Clemente Orozco, entre otros.

Realizó desnudos para pintores importantes de esa época, de hecho fue la primera mujer en posar desnuda en nuestro país. Fue modelo y musa de artistas como Diego Rivera, Jean Charlot y Gerardo Murillo,  Dr. Alt, quien le puso el nombre náhuatl de Nahui Olin, que significa perpetuo movimiento, debido a su espíritu libre y apasionado.

Sostuvo una larga relación con Gerardo Murillo, más conocido como Doctor Atl. En este periodo Nahui Ollin pintó mucho.

En política fue una las dos mujeres integrantes de la Unión Revolucionaria de Obreros, Técnicos, Pintores, Escultores y Similares, por su activismo en un mundo patriarcal mereció un espacio importante en la película La fabulosa vida de Diego Rivera.

En 1935 fundó la Liga Feminista de Lucha contra las Toxicomanías, que buscaba erradicar los vicios que, según ella, afectaban el progreso del país. Asimismo, se unió a la lucha que buscaba no solo el voto femenino, sino también la igualdad de género, el acceso al trabajo con leyes que beneficiaran a las mujeres en estado de embarazo, el derecho a poseer tierras, la integración de las mujeres indígenas y el acceso a la educación para las mujeres sin distinción. 

Durante los últimos años de su vida, Carmen Mondragón se desempeñó como maestra de pintura en una escuela primaria y también se sustentó con una beca proporcionada por Bellas Artes. 

Carmen Mondragón muere en su casa de Tacubaya y fue enterrada en el Panteón Español en la Ciudad de México, junto con su hermano y su sobrina. 

Los expertos, aseguran que sus pinturas se caracterizan por ser espontáneas, recreando imágenes típicas de México. Asimismo, algunas de sus obras contienen un gran erotismo. 

Entre las obras que escribió destacan: Óptica cerebral, poemas dinámicos, Câlinement je suis dedans, Á dix ans sur mon pupitre, Nahui Olin (1927) y Energía cósmica (1937).