Flora MacDonald Mayor wuchs im Südwesten von London, in Kingston Hill (Queensgate House) auf. Sie war das vierte Kind und die jüngere von eineiigen Zwillingen von Alexandria Jessie Mayor, geb. Grote (1830–1927), und Reverend Joseph Bickersteth Mayor (1828–1916). Jessie Mayor war eine begabte Musikerin und Linguistin, die als Mädchen in Triest Italienisch und Deutsch lernte, sich dann selbst Spanisch, Portugiesisch, Dänisch, Holländisch, Gälisch beibrachte und isländische Sagen sowie eine Zulu Grammatik aus dem Dänischen ins Englische übersetzte; sie war bereits über Vierzig als ihre Zwillinge geboren wurden. Joseph Mayor war Professor für Altphilologie und später für Moralphilosophie am King’s College, London, und setzte sich für die Frauenbewegung ein. Auf beiden Seiten der Familie gab es bedeutende Intellektuelle und Geistliche.

Das Haus ihrer Eltern - Queensgate House mit Blick auf den Richmond Park - war voll mit Büchern und Bildern; Flora entwickelte sich zu einer leidenschaftlichen Leserin, die sich in den Heldinnen der Romane von George Eliot, den Bronte Schwestern oder von Elizabeth Gaskell wiederfand und von einer Zukunft als Schriftstellerin träumte. Die Geschwister schrieben gemeinsam Fortsetzungsgeschichten, gaben die hauseigene Zeitung Queensgate Chronicle heraus, spielten Klavier, sangen und studierten Theaterstücke ein. Flora und ihre Zwillingsschwester Alice (1872–1961) wurden zu Hause unterrichtet, besuchten dann die Surbiton High School - Flora spielte dort in Theateraufführungen wichtige Rollen - und wurden 1890 zur Perfektion ihrer Französischkenntnise auf die sehr strenge Moravian School in Montmirail in der Schweiz geschickt.

Nach der Rückkehr trennte sich die Zwillinge zum ersten Mal - dies war die längste Zeit einer Trennung - und Flora besuchte das Newnham College in Cambridge, wo sie Geschichte studierte und ein akademisches Leben vorfand, in dem Frauen nur geduldet wurden. Sie stürzte sich in das Gesellschaftsleben, spielte bei einem Laientheater mit und las - zum Ärger ihrer Eltern - Romane wie Olive Schreiners "The Story of a South African Farm" ("Geschichte einer afrikanischen Farm"), in dem die Stellung der Frau in einer von Männern geprägten Welt thematisiert wird. In Cambridge lernte sie auch die Frauenrechtlerin und Pazifistin Mary Sheepshanks (1872–1958) kennen, mit der sie ihr Leben lang befreundet war. Obwohl die beiden verschiedene Wege einschlugen, verband sie ihre Entschlossenheit, für Frauenrechte einzutreten und die gesellschaftlichen Konventionen der spätviktorianischen Zeit zu überwinden. Eine weitere Freundin war die Australierin Florence Melian Stawell (1869–1936), die in Newnham klassische Literatur studierte; die drei Freundinnen engagierten sich in der Erwachsenenbildung und gaben Weiterbildungskurse im Cambridger Arbeiterbezirk Barnwell. Zu ihren Bekanntenkreis gehörte auch Bertrand Russell, damals Mathematikstudent, der mit seiner fortschrittlichen Einstellung zu Emanzipation, Liebe und Glauben einen gewissen Einfluss auf Flora Mayor und Mary Sheepshanks ausübte.

Nachdem ein Teil des Familienvermögens der Mayors durch Spekulationen verloren gegangen war, hoffte Floras Vater auf einen guten Abschluss ihrer Studien, verbunden mit einer Anstellung in Newnham; nach einem eher schlechten Abschluss kehrte sie enttäuscht nach Hause zurück und führte das Leben einer höheren Tochter: Bildungsreise nach Italien, Unterrichten in der Sonntagsschule, Organisation von Kirchenbasaren, Malen, Zeichnen und Musizieren - und erste Versuche mit Kurzgeschichten. Frustriert über dieses Leben als "Victorian Lady" suchte sie nach einem Ausweg und hoffte - als große Bewunderin der Schauspielerin Ellen Terry -, ihr Glück am Theater zu finden. Bis auf ihren Bruder Robin war die gesamte Familie dagegen. Trotzdem ergriff sie im Februar 1897 die Chance, eine unbedeutende Theatergruppe auf ihrer Fahrt nach Hastings zu begleiten, suchte danach verschiedene Theateragenturen auf und versuchte über Beziehungen Theaterrollen zu bekommen; zahlreiche Rückschläge und Ablehnungen hinderten sie nicht daran, in Laienaufführungen mitzuspielen, immer hoffend, endlich entdeckt zu werden. Schließlich gelang es ihr, eine Saison lang in F. R. Benson’s Shakespearian Company mitzuarbeiten, wo sie kleine Sprech- bzw. Statistinnenrollen übernahm, am Ende der Saison, im April 1901, aber nicht mehr verlängert wurde. Obwohl ihr Benson geraten hatte, sich eher auf das Schreiben zu konzentrieren, suchte sie weiter nach Möglichkeiten, am Theater unterzukommen, bekam in den kommenden Jahren ein paar Statistinnenrollen, tourte mit einem Provinztheater und sah schließlich ein, dass eine erfolgreiche Theaterkarriere nicht im Bereich des Möglichen lag. Als Künstlerinnennamen verwendete sie das Pseudonym Mary Strafford und veröffentlichte auch unter diesem Namen (im "Dictionary of Literary Pseudonyms in the English Language" ist sie als Mary Stafford angeführt) im September 1901 in einem kleinen Verlag den Band "Mrs. Hammond’s Children"; die Kurzgeschichten, zweifelnd am Begriff "glückliche Kindheit", stellten Eifersucht, Streit, Enttäuschung und Schuldgefühle bei Kindern in den Vordergrund ("Mrs Hammond’s Children", "The Sirdar", "A Foreign Cousin").

Außerdem arbeitete sie - auf Einladung ihrer Freundin Mary Sheepshanks - ehrenamtlich als Lateinlehrerin am "Morley Memorial College for Working Class Men and Women" mit, eine der ersten Einrichtungen für Erwachsenenbildung. Durch sie kam auch der junge, sozial engagierte Architekt Ernest Shepherd ins Morley College, der ein Freund ihres Bruders Henry war und den sie seit ihrer Kindheit kannte. Ernest Shepherd war heimlich verliebt in Flora und unterstützte sie bei ihren literarischen und künstlerischen Bestrebungen, sie sah in ihm eher einen brüderlichen Freund; ihre Zuneigung galt damals kurzfristig dem unerreichbaren, herablassenden Übersetzer und Dramatiker Rudolf Besier ("The Barretts of Wimpole Street"). 1903 entschloss sich Ernest Shepherd, eine Stelle in Indien anzunehmen und machte Flora einen Heiratsantrag, den sie schließlich annahm. Ernest Shepherd verließ im April England, Flora kümmerte sich um ihre Ausstattung, traf FreundInnen und Verwandte und verbrachte die meiste Zeit mit ihrer Zwillingsschwester, die über die bevorstehende Trennung verzweifelt war. Das Paar plante, im kommenden März in Ägypten zu heiraten, es sollte jedoch nicht dazu kommen: im Oktober 1903, zwei Tage nach ihrem Geburtstag, starb Ernest Shepherd an Typhus und Malaria, und noch Wochen nach seinem Tod trafen seine liebevollen Briefe bei ihr ein. Flora Mayor versuchte ihre Verzweiflung über den Verlust zu bewältigen, indem sie unter dem Namen Flora Shepherd zwischen November 1903 und Oktober 1904 (und einzelne Einträge bis in das Jahr 1913) ein - unpubliziertes - "Grief Journal" schrieb, das sie nicht einmal ihrer Schwester zeigte; das Journal gehörte alleine ihr und Ernest.

Der erlittene Schock bewirkte eine Verschlimmerung ihres chronischen Asthmas und eine Schädigung des Herzens; sie war Zeit ihres Lebens - das sie ab nun im Kreis ihrer Familie verbrachte - leidend. Zur Verbesserung ihres Gesundheitszustandes verbrachte sie die ersten drei Monate des Jahres 1904 mit ihrer Schwester an der Riviera oder besuchte 1905 mit ihrem Bruder Robin die Schweiz, wo sie gemeinsm mit Meynard Keynes eine Wanderung um Chamonix machten. Sie lebte nun bei ihrem Bruder Henry Bickersteth Mayor in Clifton, gab gelegentlich Nachhilfeunterricht, da eine ständige Lehrtätigkeit wegen ihres wechselnden Gesundheitszustandes nicht möglich war, arbeitete in einer Gesundheitsorganisation mit, lernte Italienisch und versuchte zu schreiben: im April 1905 veröffentlichte sie im Frauenmagazin Queen einen längeren Artikel über ihr Leben am Theater ("Life in a Touring Company"), danach schrieb sie drei - nicht sehr erfolgreiche - Einakter über das Leben einer Schauspielerin hinter den Kulissen, und arbeitete an ihren Kindheits- und Jugenderinnerungen "Reminiscences", die nie publiziert wurden und deren Manuskript verloren ging. Immer wieder krank und deprimiert vom Alltagsleben, zog sie sich mehr und mehr in sich selbst zurück. Ab 1911 wohnte sie bei ihrem unverheirateten Bruder Robert (Robin) John Grote Mayor - Philosoph und Mitglied der Cambridger Apostels - in London (Campden Hill Square) und fühlte sich zum ersten Mal wirklich unabhängig.

Obwohl sie sich ihr ganzes Leben mit der Frauenfrage beschäftigte - sie war Mitglied der National Union of Suffrage Societies -, wurde sie nicht aktiv wie ihre Freundin Mary Sheepshanks, die an der weltweiten Etablierung eines Frauennetzwerkes mitarbeitete, sondern entschloss sich, ihren ersten Roman ("The Third Miss Symons") über eine unverheiratete, unscheinbare aber auch streitbare Frau zu schreiben, deren Leben von gesellschaftlichen Konventionen geprägt war. Ihre Quellen waren sowohl die Literatur des 19. Jahrhunderts - wie u. a. Jane Austens "Persuasion", ihre Familie - sie hatte sieben unverheiratete Tanten, ihre Beobachtungen in den Kurorten, die Erfahrungen ihrer engsten Freundinnen und - nicht zuletzt - sie selbst. Das Buch - mit einem Vorwort von John Masefield versehen - erschien 1913 im Londoner Verlag Sidgwick & Jackson und wurde wohlmeinend, aber - abhängig vom Geschlecht - sehr unterschiedlich beurteilt. Für die Literaturwissenschaftlerin Merryn Williams ("Six Women Novelists", Macmillan 1987) ist das Buch eine erste genaue Studie über das Leben unverheirateter Frauen.

Nachdem ihr Bruder Robin 1913 Beatrice Meinertzhagen, eine Nichte von Beatrice Webb und eine Bekannte von Virginia Woolf, geheiratet hatte, ging Flora zurück in ihr Elternhaus. Sie schrieb den Roman "Miss Brown’s Friend - A Story of Two Women", der in Fortsetzungen 1914/15 in der pazifistischen Zeitschrift Free Church Suffrage Times veröffentlicht wurde. Diesmal war ihre Hauptperson wieder eine Außenseiterin - nicht eine "alleinstehende Frau" sondern eine Prostituierte (Mabel Roberts), deren Wieder-Eingliederung in die achtbare Gesellschaft durch eine Lady aus der Vorstadt misslingt.

Bedingt durch ihre Lebensumstände, half sie gemeinsam mit ihrer Schwester Alice abwechselnd als eine Art Hausdame ihrem Bruder Henry in seiner Funktion als Heimleiter von Watson’s House in Clifton. Erst 1919 begann sie langsam am Entwurf eines neuen Romans zu arbeiten, den sie "Dedmayne" nannte; daraus sollte ihr Hauptwerk "The Rector’s Daughter" werden. Sie schilderte darin das Leben der pflichtbewussten, unscheinbaren und unverheirateten Mary Jocelyn im tristen Pfarrhaus ihres Vaters, das lediglich durch die große Anzahl von Büchern wohnlich erschien. Ein einziges Mal in ihrem Leben bestand Hoffnung auf Liebe und Ehe, der Geliebte wendete sich aber schließlich einer jungen, schönen Frau zu. In der Hauptfigur finden sich sowohl Züge von Mary Walton, einer mütterlichen Freundin Flora M. Mayors, von Kitty Howard, einer Cousine von Ernest Shepherd und seit 1920 Ehefrau von Floras Bruder Henry, als auch ihre eigenen. Der 347 Seiten lange Roman erschien im Mai 1924 in einer Auflage von 1000 Stück in der Hogarth Press, war in blaues Leinen mit goldenen Aufdruck gebunden und hatte einen hellblauen, schwarz bedruckten Schutzumschlag. Leonard Woolf dürfte am Erfolg gezweifelt haben, denn das Buch wurde in Kommission herausgegeben: gegen eine einmalige Pauschale von etwa 155 Pfund Sterling druckte der Verlag und organisierte den Vertrieb, für jedes verkaufte Exemplar erhielt er 10% vom Verkaufspreis. Das Buch hatte einen überraschend guten Absatz, bereits nach einigen Monaten erschien eine zweite Auflage und Flora Mayor hatte ihre Investition bald zurück; für den Verlag war es kein Verlust aber auch kein besonderer Gewinn - und Leonard Woolf machte danach nie mehr diese Art von Kommission. Virginia Woolf lobte das Buch, machte aber auch eine ihrer bekannten boshaften Bemerkungen über die Autorin - Profil eines Gorillas, dort wo normale Frauen Haare haben, hat sie Seetang -, dabei wohl vergessend, dass Flora M. Mayor eine Autorin war, die durch ihr Schreiben versuchte, einen "Room of One’s Own" zu finden. Der Roman wurde u. a. von Lytton Strachey, Vanessa Bell und Duncan Grant mit großem Interesse gelesen, von Rebecca West oder John Masefield gelobt, und F. M. Forster schrieb Mayor einen bewundernden Brief; die Qualität des Romans hat über viele Jahre die LeserInnen überzeugt, er wurde immer wieder neu aufgelegt.

Ihr dritter Roman, "The Squire’s Daughter", erschien 1929 bei Constable in London, war wenig erfolgreich und geprägt vom späten Konservativismus Flora M. Mayors; die sich verändernde Gesellschaft der Nachkriegszeit und die in Auflösung begriffenen Werte, an deren Bestand sie glaubte, bewirkten in ihr Klassenängste, die sie in diesem Roman verarbeitete. Am Ende des Buches verliert die Familie De Laceys ihr jahrhundertealtes Stammhaus, der Gutsherr ist durch Kriegserlebnisse und Sorge um seine Kinder psychisch krank, es gibt keine Nachfolger, welche die Familientradition aufrecht erhalten können. Die Hauptfigur Ron de Lacey ist sehr zwiespältig: auf der einen Seite offen, ernsthaft und mutig, auf der anderen Seite spöttisch, blasiert und sensationsgierig - der Typ einer modernen jungen Frau, den Mayor gleichzeitig verachtete und fürchtete, und auch bei den anderen Figuren findet man keine sympathischen Züge. Flora M. Mayor war beim Verfassen des Romans sehr unsicher, zu Virginia Woolf sagte sie, dass sie einen schlechten Roman schreibe, sie hoffte, dass der Roman anklagend sei, heraus kam aber eher ein missbilligendes Jammern.

Nach diesem Misserfolg kehrte sie wieder zu ihrem anfänglichen Thema zurück und schrieb einige Kurzgeschichten über Menschen, die übersehen oder missachtet wurden. Die Charaktere sind ältere und schwache BewohnerInnen von Pensionen und Pflegeheimen, die von einer Mahlzeit zur anderen leben, heimlich trinken, in den Erinnerungen an ihr früheres Leben etwas Freude finden und zumeist von ihrer Familie vernachlässigt werden ("Christmas Night at the Almira", "Innocent’s Day", "Mother and Daughter").

Flora M. Mayor glaubte seit dem Tod ihres Verlobten an die Unsterblichkeit, und dieser Glaube inspirierte sie, Geistergeschichten (wie z. B. "Letters from Manningfield") zu schreiben, in denen es Lebenden möglich war, mit ihren geliebten Verstorbenen in Kontakt zu treten. Die meisten dieser Geschichten schrieb sie im und unmittelbar nach dem Krieg, in einer Zeit, wo das Interesse an Spiritualität groß war. Nach Floras Meinung gehörten diese Geschichten zu ihren besten Prosaarbeiten.

Nachdem 1927 ihre Mutter verstorben war und Queensgate House verkauft wurde, lebte Flora gemeinsam mit ihrer Schwester Alice in London (7 East Heath Road). Sie litt unter häufigen Asthmaanfällen und wurde zunehmend dünner und schwächer. Nach einer Operation wurde sie noch anfälliger, bekam zweimal Lungenentzündung und starb schließlich im Jänner 1932 im Beisein ihres Bruders Henry und seiner Frau Kitty. Sie wurde am West Hamstead Friedhof begraben in unmittelbarer Nähe ihrer sieben Tanten.

Ein Nachruf von John Masefield für die Times wurde abgelehnt, eine Artikel von G. B. Stern für Time and Tide nicht realisiert, nur im Newnham Letter erschien eine kurze Notiz zu ihrem Tod. Ihre Korrespondenz und einige literarische Papiere werden im Trinity College in Cambridge aufbewahrt.

1935 erschien "The Room Opposite and Other Stories of Mystery and Imagination", eine Sammlung ihrer Erzählungen bei Longmans, Green and Co.; danach geriet Flora M. Mayor in Vergessenheit. 1941 schrieb Rosamond Lehmann für John O’London’s Weekly den Artikel "These Novels Should Live", in dem sie "The Rector’s Daughter" mit den Werken der Schwestern Bronte und Elizabeth Gaskell verglich. Erst die Wiederauflage ihrer Romane in den 70-er Jahren und neue kritische Studien trugen dazu bei, Flora M. Mayor wieder bekannt zu machen und ihr die Anerkennung zu sichern, die ihr - nach Merryn Williams - unter den hervorragenden englischen AutorInnen zusteht. BBC zählte 2009 den Roman "The Rector’s Daughter" zu einem der besten vernachlässigten Klassiker.