Maria Del Rio nasce in una famiglia dalla tradizione medica: il padre, Pietro, fu primario di chirurgia all'Ospedale Santa Maria Nuova di Reggio Emilia; il fratello, medico chirurgo, morirà in Somalia durante la seconda guerra mondiale. Studia medicina e chirurgia a Genova con Enrico Morselli e Edoardo Maragliano. Si laurea nel 1915 con Dante Pacchioni, direttore della Clinica pediatrica, con un lavoro sperimentale sull'acondroplasia, che pubblica sulla «Rivista di clinica pediatrica» lo stesso anno. Per svolgere le «osservazioni clinico e pratiche» su cui elabora la sua tesi inizia a lavorare al San Lazzaro, ospedale psichiatrico di Reggio Emilia: vi rimarrà fino agli anni Quaranta, partecipando attivamente anche alla rivista legata all'istituto, la «Rivista sperimentale di freniatria», con numerosi saggi originali e recensioni che ne attestano la preparazione teorica e la padronanza delle lingue straniere. Il primo contributo su tale rivista è del 1916, Le malattie mentali nella donna in rapporto alla guerra, basato sull'osservazione dei ricoveri delle donne nei manicomi. Dopo pochi anni sposa il neuropsichiatra e collega Aldo Bertolani, che succederà a Giuseppe Guicciardi nella direzione del San Lazzaro nel 1929.
Nel 1921 Guicciardi, guardando alle esperienze bolognesi dell'amico e collega Giulio Cesare Ferrari e a quelle romane di Maria Montessori e Giuseppe Montesano, fonda la Colonia-scuola Antonio Marro per bambini «frenastenici e idioti», dove, nelle parole dello stesso Guicciardi in un articolo uscito due anni dopo sulla «Rivista sperimentale di freniatria», «trattamento morale, lavoro mentale e lavoro manuale, accogliendo gli aurei precetti dati dal Séguin, debbono essere i mezzi per il conseguimento del fine, quando siano posti nelle mani di un educatore che meriti quel nome» [Guicciardi, 1923, p. 151]. Guicciardi affida alla giovane dottoressa l'incarico di medico sovraintendente: Maria Bertolani Del Rio se ne prenderà cura fino al suo collocamento a riposo nel 1952.
I lavori scientifici pubblicati in questi anni spaziano dalla neuroendocrinologia alla neurobiologia, con un particolare interesse alle disfunzioni tiroidee legato alla sua attività coi frenastenici nella Colonia-scuola. La dottoressa visita inoltre istituzioni manicomiali straniere e ne scrive sulla «Rivista sperimentale di freniatria», come nell'articolo sulla colonia per bambini deficienti di Gheel (Belgio) del 1925 e in quello sui manicomi in Turchia, Grecia, Palestina ed Egitto del 1934.
All'inizio degli anni '30 introduce nel suo lavoro con i «fanciulli deficenti intellettuali e morali, educabili con speciali metodi e in tempo non determinato» la tecnica di recupero di «pedagogia emendativa» che verrà definita ars canusina [Del Rio Bertolani, 1931, p. 648]. Ispirata ai principi dell'ergoterapia, questa tecnica deve il suo nome alla celebre Matilde di Canossa, cui la Bertolani Del Rio continuerà a dedicare studi storici appassionati per tutta la sua carriera: si basa sull'attività di riproduzione, su stoffa, ceramica, carta di pergamena e ferro battuto, da parte degli allievi della Colonia-scuola, di motivi ornamentali ricavati dai resti di monumenti, codici e dipinti del periodo matildico. I modelli erano stati creati su incarico della dottoressa dal pittore Giuseppe Baroni, titolare dell'insegnamento di disegno nella Colonia-scuola fino al 1943, e riprodotti in una prima fase con l'aiuto di una degente, Zaira, valente ricamatrice, e della maestra di ricamo Nora Martinelli (che verrà sostituita dopo la guerra da Adua Stefani).
Nel 1933 presenta i primi risultati dell'ars canusina sulla «Rivista sperimentale di freniatria», e così ne scrive: «sembra che una fiamma, tenuta accesa nella stirpe, attraverso generazioni e generazioni, ma affievolita e quasi invisibile, ora si ravvivi e brilli di nuovo splendore. Nonostante i danni della malattia, l'attrattiva per il lavoro artistico, il piacere della creazione individuale, personale, che mette in evidenza la propria abilità, agisce come uno stimolo potente e fa raggiungere risultati insperati» [Del Rio Bertolani, 1933, p. 968]. I modelli ornamentali, presentati alla Fiera del Levante di Bari nel 1933, vennero poi raccolti in un album illustrato, stampato a Bologna nel 1935.
L'ars canusina raccoglie numerosi riscontri positivi, ottenendo la medaglia d'oro dell'Opera Balilla nel 1938 e il primo premio alla Mostra reggiana delle tavole imbandite, così come molte commissioni private. Di questi successi la creatrice sottolineava altresì l'aspetto positivo teraupetico: «gli alunni sentono la bellezza dell'opera, sviluppano sempre più il sentimento dell'amor proprio e sono fieri dell'approvazione che ricevono» [Del Rio Bertolani, 1933, p. 967].
Nel dopoguerra, mutati l'orientamento scientifico e la gestione economica nell'Ospedale psichiatrico, la gestione del lavoro legata all'ars canusina passa all'iniziativa privata: la produzione prosegue sotto un'impresa privata di ricami, la ditta Mamma Galassi, presente a Reggio Emilia e in altri centri italiani. Maria ne donerà il brevetto nel 1948, insieme con parte dei suoi terreni, alla parrocchia di Casina (Reggio Emilia).
All'attività intensa nel San Lazzaro la Del Rio affianca una passione per gli studi storici e di storia ospedaliera, che approfondirà una volta lasciato l'incarico di medico. Membro della Deputazione di storia patria per le antiche province modenesi, nel 1956 diventa segretaria dell'appena fondato CISO (Centro italiano di storia ospedaliera, oggi Centro italiano di storia sanitaria e ospedaliera) e si dedica più intensamente alla ricerca storico-scientifica, pubblicando Le vicende storiche dell'Istituto psichiatrico di S. Lazzaro di Reggio nell'Emilia e  L'origine dell'ospedale di S. Maria Nuova di Reggio nell'Emilia nel 1954. Studia anche, sotto il profilo psicologico e patologico, personaggi famosi come il Duca di Guastalla Giuseppe Maria Gonzaga e il pittore Antonio Allegri detto il Correggio. Il suo libro sui castelli reggiani, uscito nel 1959, fu ristampato, riveduto e ampliato nel 1965 con una terza ristampa nel 1971.
Partecipa attivamente alle attività del CISO, facendo parte del comitato di organizzazione del primo congresso italiano di Storia ospedaliera tenuto a Reggio Emilia nel giugno 1956, dove presenta una relazione sul chirurgo reggiano Azzio Caselli (1847-1898); è inoltre nel comitato scientifico del primo congresso europeo di Storia ospedaliera, organizzato a Reggio Emilia nel giugno 1960, partecipando con un lavoro sugli ospedali intitolati a San Lazzaro lungo la via Emilia.

Maria Bertolani Del Rio muore a Reggio Emilia nel 1978.

Tra le poche donne medico che esercitarono una lunga carriera in manicomio, Maria Bertolani Del Rio ha legato il suo nome all’ars canusina, che vede oggi una ripresa commerciale, così come al suo lavoro storico sui castelli reggiani, gli studi "matildici" e gli studi di storia ospedaliera.

Il direttore del San Lazzaro, manicomio di Reggio Emilia, Giuseppe Guicciardi, in un articolo del 1921 in occasione dell’inaugurazione della Colonia-scuola A. Marro, descrive la giovane dottoressa come la «valente dottoressa Bertolani Del Rio, che alle doti esimie dell’intelletto e dell’animo, accoppia le solide sue cognizioni di pediatria, specialità verso la quale s’era indirizzata prima di scegliere quella che ora coltiva della psichiatria, e che in questa possiede di già una buona iniziale coltura intorno alla medicina pedagogica ed alla psicologia dell’infanzia» [Guicciardi, 1923, p. 152].
Sempre Guicciardi, in un articolo di qualche anno successivo sull’andamento della colonia, elogia la Dottoressa Maria Bertolani Del Rio «che unisce elevata dottrina e nobilissimo cuore» [Guicciardi, 1921, p. 322].

Le malattie mentali nella donna in rapporto alla guerra, «Rivista sperimentale di freniatria», XLII, 1916, pp.87-108

Funzione ovarica e funzione neuromuscolare, «Rivista sperimentale di freniatria», 1916, XLII, p. 356-374

Emiatrofia della faccia associata a palatoschisi, «Rivista sperimentale di freniatria», XLII, 1919, pp. 266-307

Malformazioni multiple degli arti superiori, «Rivista sperimentale di freniatria», XLIV, 1920, pp. 87-115

Demenza precoce e manifestazioni di spasmofilia, «Rivista sperimentale di freniatria», XLV, 1921, pp. 125-144

I recenti studi su l'eziologia e la cura della sclerosi a placche, «Rivista sperimentale di freniatria», XLIV, 1921, pp. 629-635

Primo quadrimestre di funzionamento della Colonia-Scuola ‘A. Marro', «Rivista sperimentale di freniatria», XLV, 1922, pp. 494-499

Sulla cosiddetta miosite ossificante progressiva (Metaplasia connettivale ossificante progressiva), «Rivista sperimentale di freniatria», XLVII, 1923, p. 391-434

L'assistenza ai fanciulli psicopatici deficienti ed anormali nella colonia di Gheel, «Rivista sperimentale di freniatria», IL, 1925, p. 413-416

Mixifantilismo, «Bollettino della società medico-chirurgica reggiana», II, 2, 1929, pp. 44-50

Il primo decennio della Colonia Scuola ‘A. Marro'. 1921-1931, «Rivista sperimentale di freniatria», LV, 1931, p. 648-670

Lavoro artigianale ed ergoterapia. Ars canusina, «Rivista sperimentale di freniatria», LVII, 1933, pp. 964- 972

Processi di eliminazione nelle disfunzioni tiroidee, «Rivista sperimentale di freniatria», LVIII, 1934, pp. 393-416

Impressioni sull'assistenza psichiatrica in Turchia, Grecia, Palestina, Egitto, «Rivista sperimentale di freniatria», LVIII, 1934, pp. 1156-1165

Algesimetria elettica in fanciulli e adolescenti anormali psichici, «Rivista sperimentale di freniatria», LIX, 1937, pp. 983-987

La Colonia Scuola ‘A.Marro', «Rivista sperimentale di freniatria», LXII, pp. 737-739

Si possono provocare negli epilettici accessi convulsivi impedendo per un certo tempo il sonno?, «Rivista sperimentale di freniatria», LXIV, 1940, pp. 145-157

Un caso di lipodistrofia progressiva, «Rivista sperimentale di freniatria», LXIV, 1940, pp. 145-157

Virginia Guicciardi Fiastri, «Rivista sperimentale di freniatria», LXX, 1946, pp.319-320

Le vicende storiche dell'Istituto psichiatrico di S. Lazzaro di Reggio E. in Contributi di psichiatria sociale in occasione del 2° Centenario dell'Istituto psichiatrico di S. Lazzaro. Supplemento al v. LXXVIII, 1954, p. 9-26