Nach der Volksschule in Hadamar besuchte Mathi die Marienschule in Limburg an der Lahn. Im Anschluss an ihre Heirat 1912 übersiedelte sie mit ihrem Ehemann nach Saargemünd (Elsass-Lothringen, heute Sarreguemines/Grand Est, Frankreich), wo dieser eine Anstellung als Lehrer erhalten hatte. Bis zur kriegsbedingt erzwungenen Aufgabe des Wohnsitzes 1919 publizierte Mathi über hundert Gedichte in regionalen Zeitungen sowie das Werk „Tagebuch einer Werdenden“ (1914). 1919 zog das Ehepaar – nach Aufenthalten in Hadamar und Neckarbischofsheim – nach Friedberg (Hessen), wo Mathi weitere Gedichte und Texte in regionalen Blättern veröffentlichte.

1937 wurde Mathis Ehemann aus dem Schuldienst entlassen, weil er sich weigerte, jüdische Schüler zu diskriminieren und die Neuausrichtung der Lehrinhalte und Unterrichtsmaterialien gemäß den ideologischen Vorgaben des NS-Staats kritisierte. Das Ehepaar übersiedelte nach Überlingen (Bodensee), wo Mathi – die nicht der Reichsschrifttumskammer beitrat – weitgehend mit Publikationsverbot belegt war. Nachdem dieses 1945 von der französischen Militärregierung aufgehoben worden war, begann Mathi wieder zu veröffentlichen. Spätestens in den 1950er Jahren wurde sie auch als Übersetzerin für englische Lyrik tätig.

Während ihr historischer Roman über die Hexenverfolgung „Im Schatten der Riesenfrau“ (1948) weitgehend erfolglos blieb, erreichte sie mit dem 1951 fertiggestellten, bis heute mehrfach wiederaufgelegten und übersetzten Roman „Wenn nur der Sperber nicht kommt“ (1955) ein über die Bundesrepublik hinausreichendes Publikum und erhielt literaturkritische Anerkennung. In dem Werk, das Fakten und Fiktion vermischt, arbeitete Mathi die Vergangenheit in ihrer Geburtsstadt Hadamar in der Zeit des Nationalsozialismus auf. Sie thematisierte das Verhältnis von Juden und Christen in der Zeit vom Ersten Weltkrieg bis 1933 sowie die Beteiligung der Bürger Hadamars an Diskriminierung, Ausgrenzung, Verfolgung und Ermordung der jüdischen Bevölkerung danach, so etwa die Tötung der Kaufmannsfamilie Rosenthal (im Roman Morgenthal genannt). Dass die Verwüstung des jüdischen Friedhofs, den Mathi 1949 besuchte, auch Jahre nach dem Ende des Nationalsozialismus nicht behoben worden war, wertete sie als Zeichen dafür, dass sich die Einstellung der Hadamarer nicht gravierend geändert habe. In ihrem Roman schilderte Mathi auch die Verbrechen, die im Zeichen der „NS-Euthanasie“ in Hadamar geschehen waren. In der dort 1906 eingerichteten psychiatrischen Klinik waren zwischen Mitte Januar 1941 und Ende März 1945 im Rahmen der „Aktion T 4“ etwa 15.000 Menschen ermordet worden, deren Leben den Nationalsozialisten als „unwert“ galt. Im Roman reagieren die Bürger mit Verdrängung und Leugnung auf diese Verbrechen. „Wenn nur der Sperber nicht kommt“ gehört zu den frühesten Werken, die sich sowohl mit NS-Unrecht als auch explizit mit der Ermordung sog. lebensunwerten Lebens in der Tötungsanstalt Hadamar befasst haben.