1941നവംബറിൽ തിരുച്ചിറപ്പള്ളിയിലെ പഴൂർ എന്ന ഗ്രാമത്തിൽ ജനിച്ചു.പിതാവ് എഞ്ചിനീയറയായിരുന്ന വേമ്പു അയ്യർ.സംഗീത പാരമ്പര്യമുണ്ടായിരുന്ന അമ്മ ശാരദാംബാളിൽ നിന്ന് സംഗീതത്തിന്റെ ബാലപാഠങ്ങൾ അഭ്യസിച്ച മാധുരി സുന്ദരരാജൻ എന്ന സംഗീത വിദ്വാനിൽ നിന്ന് തുടർന്നുള്ള പാഠങ്ങളും ഹൃദിസ്ഥമാക്കി.
പതിമൂന്നാം വയസ്സിൽ വിവാഹിതയും പതിനാറാം വയസ്സിൽ അമ്മയുമായ മാധുരി ഭർത്താവ് ജയരാമനൊപ്പം ഡൽഹിയിൽ താമസമാക്കി.ഇക്കാലയളവിൽ ശങ്കരശർമ്മ എന്ന സംഗീതവിദ്വാന്റെ അടുക്കൽ പഠനം തുടർന്ന മാധുരിയുടെ സംഗീതത്തിലെ പ്രാവീണ്യം തിരിച്ചറിഞ്ഞത് പ്രശസ്ത സംഗീത നിരൂപകനും നാടക സംവിധായകനുമായ പി വി സുബ്രമണ്യം എന്ന സുബ്ബുഡു ആയിരുന്നു. അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഉപദേശ പ്രകാരം മദ്രാസിലേക്ക് താമസം മാറിയെങ്കിലും ആദ്യത്തെ സംഗീതശ്രമങ്ങളൊന്നും വിജയം കണ്ടില്ല. ഭർത്താവിന്റെ സുഹൃത്തുക്കളും മറ്റും ചേർന്ന് സുബ്ബുഡുവിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള “സൗത്ത് ഇന്ത്യൻ തിയറ്റേഴ്സ്” എന്ന അമച്വർ നാടകസമിതി സംഘടിപ്പിച്ചപ്പോൾ മാധുരി രണ്ടോളം നാടകങ്ങളിൽ അഭിനേത്രിയായി വേഷമിട്ടു.
മദ്രാസിൽ നാടകം അവതരിപ്പിക്കാനെത്തിയപ്പോൾ നാടകം കാണാനെത്തിയ ദേവരാജൻ മാസ്റ്റർ മാധുരിയുടെ പാട്ട് കേട്ട് ഇഷ്ടപ്പെടുകയും മലയാളം പഠിക്കണമെന്ന് ഉപദേശിക്കുകയും ചെയ്തു. മലയാളം വായിക്കാനും എഴുതാനും അഭ്യസിച്ച മാധുരി പിന്നീട് ദേവരാജൻ മാസ്റ്ററുടെ പ്രിയ ഗായികയായി മാറുകയും അദ്ദേഹത്തിന്റെ സിനിമയിലൂടെത്തന്നെ മലയാളപിന്നണിഗാനശാഖയിലേക്ക് കടന്നു വരികയും ചെയ്തു.
1969ൽ പുറത്തിറങ്ങിയ കടല്‍പ്പാലത്തിലെ “കസ്തൂരിത്തൈലമിട്ട്“ എന്ന ഗാനത്തിൽത്തുടങ്ങിയ മാധുരി ആ വർഷം തന്നെ പുറത്ത് വന്ന പ്രിയസഖി ഗംഗേ എന്ന ഗാനവും കൂടി ഹിറ്റായി മാറിയതോടെ മലയാളത്തിലെ മുൻ‌നിരഗായികമാരിൽ ഒരാളായി മാറുകയായിരുന്നു.ഒട്ടേറെ വ്യത്യസ്ഥ ഭാവങ്ങളിൽ ഗാനം ആലപിക്കാനുള്ള കഴിവാണ് മാധുരിയെ വിവിധ ഭാഷകളിലായി 7500ല്‍പ്പരം ഗാനങ്ങൾ ആ‍ലപിക്കാൻ സഹായിച്ചത്.
1973ൽ “ പ്രാണനാഥനെനിക്ക് “ 1978ൽ “രാരീരം പാടുന്ന “ എന്ന ഗാനത്തിനും മികച്ച പിന്നണിഗായികക്കുള്ള സംസ്ഥാന അവാർഡ് കരസ്ഥമാക്കി.
മലയാള ചലച്ചിത്രഗാനരംഗത്തേക്ക് കടന്നുവന്ന അന്യഭാഷാഗായകരിൽ മാധുരിയെ മുൻ‌നിരയിൽത്തന്നെ ഇരുത്തേണ്ടതുണ്ട്.കാരണം മലയാള ഭാഷവ്യക്തമായി സംസാരിക്കുവാനും എഴുതുവാനും പഠിച്ചിട്ട് ഗാനം ആലപിക്കാമെന്ന നിർബന്ധത്തോടെ മലയാളത്തിലേക്ക് കടന്നു വന്ന ഗായികയാണവർ.അതു കൊണ്ട് തന്നെ മാധുരിയുടെ ഗാനങ്ങളിൽ ഉച്ചാരണം വളരെ സ്പഷ്ടവുമാണ്. കർണ്ണാടിക് സംഗീതത്തിനു പുറമേ ഹിന്ദുസ്ഥാനി സംഗീതത്തിലും പ്രാവീണ്യം നേടിയ മാധുരി ഭർത്താവിനും രണ്ട് ആണ്മക്കളുമൊപ്പം മദ്രാസിൽ താമസിക്കുന്നു.