وی همراه والدین خود از سه تا ۹ سالگی در شهرهای فیلادلفیا و ماساچوست آمریکا به خاطر ادامه تحصیل پدر در رشته دکترای مکانیک، اقامت داشت.
ابتکار پس از بازگشت به تهران، تحصیلات خود را در مدرسه بین‌المللی ایران زمین ادامه داد و در سال ۱۳۵۶ وارد دانشگاه پلی تکنیک در رشته مهندسی پتروشیمی شد. اما در سال ۶۰ تغییر رشته داد و لیسانس خود را از دانشگاه شهید بهشتی در رشته تکنولوژی پزشکی و فوق لیسانس و دکترا را در رشته ایمنی‌شناسی (ایمونولوژی) از دانشگاه تربیت مدرس کسب کرد.
معصومه ابتکار در دوران دانشجویی به عنوان سخنگوی دانشجویان مسلمان پیرو خط امام شناخته شد. این عنوان که یکی از دلایلش تسلط وی به زنان انگلیسی بود، بعدها سبب سپردن مسئولیت سردبیری روزنامه کیهان انگلیسی به وی شد.
این مسئولیت در دوران مدیرمسئولی و نمایندگی سید محمد خاتمی از سوی حضرت امام خمینی بر موسسه کیهان به ابتکار سپرده شد که به حدود ۲ سال به طول انجامید.
معصومه ابتکار در همان سال‌ها ازدواج کرده و از پیوند خود با مهندس سید محمد هاشمی دارای دو فرزند است.
او پس از نمایندگی دولت جمهوری اسلامی ایران در سومین کنفرانس جهانی زن در نایروبی تصمیم به راه اندازی نشریه ای تخصصی برای زنان گرفت و بالاخره در سال ۱۳۷۲به همراه جمعی از بانوان به ویژه استاد منیره گرجی اقدام به تاسیس مرکز مطالعات و تحقیقات مسایل زنان کرد و نیز انتشار فصلنامه فرزانه که به عنوان اولین نشریه مطالعات و تحقیقات مسایل زنان به دو زبان فارسی و انگلیسی منتشر می شود.
ابتکار در آستانه برگزاری چهارمین کنفرانس جهانی زن در سال ۱۳۷۴ مسئولیت دفتر هماهنگی سازمان های غیردولتی زنان و نیز نایب رییس کمیته ملی این کنفرانس را عهده دار شد. او همچنین در سال ۱۳۷۵ با تشکیل شبکه سازمان های غیردولتی زنان در ایران به عنوان رییس این شبکه انتخاب شد.
وی اولین زن در جمهوری اسلامی ایران بود که به هیات دولت راه یافت و طی سال‌های ۱۳۷۶ تا ۱۳۸۴ در سمت معاون رییس جمهور و رییس سازمان حفاظت محیط زیست انجام وظیفه نمود. در عین حال دکتر ابتکار به تدریس در دانشگاه تربیت مدرس مشغول بوده و هم اکنون دانشیار گروه ایمونولوژی این دانشگاه است.
دکتر ابتکار در سال ۱۳۸۴ به دلیل تلاش‌هایش در سازمان حفاظت از محیط زیست ایران و نقشی که در آن دوران برای بهبود همکاری‌های منطقه‌ای و جهانی داشت به عنوان یکی از هفت «قهرمان زمین» سال ۲۰۰۶ سازمان ملل متحد انتخاب شد.
مـرکز صلح و محیط زیست به عنوان یک سـازمان غیردولتی در سال ۱۳۸۴ به پیشنهاد و تلاش وی به منظور ایجاد زمینه تبادل نظر و گفت و گو پیرامــون مسایـل محیـط زیست در سطـوح ملـی، منطقـه‌ای و بیـن‌المللی و بـرقـراری ارتبـاط با علاقمندان و متخصـصان محیط زیست تاسیس شد. وی رییس هیات مدیره مرکز صلح و محیط زیست است.
دکتر ابتکار همچنین عضو آکادمی علوم زنان برای جهان سوم - عضو هیات موسس و امنای موسسه مطالعات وتحقیقات زنان - عضو هیات امنای موسسه گفت و گوی تمدن‌ها - عضو هیات امنای بنیاد زینب کبری - عضو شورای دستور کار جهانی گفت و گوی اسلام و غرب مجمع جهانی اقتصاد است.
معصومه ابتکار در سال ۱۳۸۵ از سوی مردم تهران به عنوان عضو سومین دوره شورای اسلامی شهر تهران برگزیده شد. وی برای نخستین بار کمیته محیط زیست در این شورا را با حدود ۲۰ کارگروه تخصصی به راه انداخت و مسئولیت این کمیته را عهده دار شد.
روایت معصومه ابتکار از وقایع درون سفارت تسخیر شده آمریکا در تهران تنها کتابی است که از این ماجرا توسط طرف ایرانی به زبان انگلیسی نگارش یافته و توسط انتشارات تالون بوکز در کانادا با عنوان Takeover in Tehran منتشر شده است. این کتاب به زبان‌های فارسی و عربی نیز ترجمه و به ترتیب با اسامی "تسخیر" و "صراع فی طهران" در تهران و بیروت به چاپ رسیده است. انتشار این کتاب به سه زبان در سال های ۱۳۷۹ و ۱۳۸۰ صورت گرفت.
کتاب «خوشه‌های شهریور» دومین کتاب وی، حاوی وقایع و اتفاقات کشور طی سال‌های ۱۳۷۶ تا ۱۳۸۴ بوده که به ویژه به روندهای زیست‌محیطی و سیاسی طی آن دوران اشاره دارد. این کتاب در سال ۱۳۸۸ منتشر شده است.
کتاب «صلح و اخلاقیات طبیعی» نیز به زبان انگلیسی و با عنوان"Natural Peace & Ethics" مجموعه مقالات و سخنرانی های وی در مورد محیط زیست و صلح انتشار یافته است.
دکتر معصومه ابتکار شهریور سال ۱۳۹۲ از سوی دکتر روحانی به عنوان معاون رییس جمهور و رییس سازمان حفاظت محیط زیست منصوب شد.
ابتکار در دولت دوازدهم به عنوان معاون رئیس‌جمهور در امور زنان و خانواده منصوب شد.