1885年1月24日生于天津，曾就读南开中学。马千里1904年考入
北洋大学堂俄文专修师范班，1906年毕业。曾在
南开中学和直隶第一女子师范学校任教，既是
周恩来的老师，又是
邓颖超的老师。1916年在女师任学监并执行校务。1919年五四运动爆发，任“天津各界联合会”副会长、“抵制日货委员会”主席，曾与马骏、周恩来等先后被捕入狱，在狱中进行了绝食等斗争。1921年创办达仁女校，任校长，邓颖超等被聘任教。他还积极帮助邓颖超等人组织女星社，协助刘清扬等创办《妇女日报》。1927年北伐战争之后，马千里出任河北省立一中（现天津市第三中学）校长。马千里为爱国教育事业贡献了毕生精力，于1930年病逝。