Margaret Elaine Heafield nació en Paoli, Indiana el día 17 de agosto de 1936. Hija de Kenneth Heafield y Ruth Esther Heafield, que tuvieron otros dos hijos posteriormente: David y Kathryn.
Tras mudarse con su familia a Míchigan, Margaret finalizó los estudios en el instituto Hancock High School en el año 1954. Estudió matemáticas en la Universidad de Míchigan en el año 1955, antes de cambiarse a Earlham College, donde su madre estudiaba. Allí obtuvo el grado en matemáticas con filosofía en el año 1958.
En Earlham, Margaret conoció a su primer marido, James Cox Hamilton que terminaba sus estudios de química. Se casaron el 15 de junio de 1958.
Tuvieron una hija llamada Lauren el 10 de noviembre de 1959. Finalmente, la pareja se divorció en 1967. Dos años después, Margaret se casaría con Dan Lickly.
A Hamilton se le atribuye el nombre de la disciplina de "ingeniería de software". Cuando Hamilton comenzó a utilizar este término durante las primeras misiones Apollo, el desarrollo de software no se tomó en serio en comparación con otras ingenierías, ni considerado como una ciencia. Con el tiempo, el término "ingeniería de software" ganó el mismo respeto que cualquier otra disciplina técnica. Después de su tiempo en la NASA, Hamilton fundó su propia empresa, “Hamilton Technologies”, donde continuó trabajando en el desarrollo de sistemas críticos y de alta confiabilidad. Hamilton ha ganado varios premios en su disciplina, algunos son:
En 1986, recibió el "Premio Augusta Ada Lovelace Award" de la Association for Women in Computing. Este premio se otorga a las mujeres que se han destacado en una o ambas de las siguientes áreas: 1. Logro excepcional científico o técnico y 2. Extraordinario servicio a la comunidad informática a través de sus logros y contribuciones.
En 2003, se le dio el premio "NASA Exceptional Space Act Award" para contribuciones científicas y técnicas. El premio incluye $37.200, la cantidad más grande otorgada a cualquier individuo en la historia de la NASA.
En 2009, recibió el premio "Outstanding Alumni Award" del Earlham College.
En 2016, recibió la Medalla Presidencial de la Libertad por el desarrollo del software de las misiones Apolo.
En 2017, salió a la venta un set de LEGO "Mujeres de la NASA" con minifiguras de Hamilton, Mae Jeminson, Sally Ride y Nancy Grace Roman.
En 2018, fue investida honoris causa por la Universidad Politécnica de Cataluña.
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