Em 1966, defende o mestrado em Biologia pela Universidade de Pittsburgh, participando de um evento ligado com o meio ambiente. Após o mestrado, volta para África e atua como ajudante do Departamento de Anatomia Veterinária da Universidade de Nairóbi. Em 1971, faz doutorado na universidades de Giessen e Munique, na Alemanha, e se torna a primeira mulher da África Oriental a ter um doutorado.

“O nosso povo foi historicamente persuadido a acreditar que, por ser pobre, também não tinha conhecimento e capacidade para enfrentar os seus próprios problemas.”

Desde seu ingresso no mundo acadêmico teve contato com movimentos sociais, principalmente com feministas e de preservação do meio ambiente. Foi ativa no Conselho Nacional de Mulheres do Quênia (1976–1987) e foi Presidente do conselho (1981–1987). E, após anos amadurecendo sua visão como ativista, em 1976 enquanto estava no Conselho introduziu a ideia do plantio de árvores baseado na comunidade.

Wangari cresceu observando as árvores sendo derrubadas para o surgimento de lavouras comerciais. O desmatamento no Quênia destruiu boa parte da biodiversidade local, deixando um país seco e com temperaturas elevadas. Para mudar a situação, Wangari Maathai começa uma campanha de reeducação ambiental com grupos de mulheres. Aos poucos Maathai foi conquistando-as, mostrando que o plantio de árvores gerava uma vida melhor para todas, com empregos, comida, combustível, melhoria do solo e poderiam manter uma reserva de água e a partir deste momento o Movimento Cinturão Verde (Green Belt Movement) ganha vida, em 1977. O Movimento Cinturão Verde, tinha a intenção de promover e proteger a biodiversidade africana, junto com a redução da pobreza, através de iniciativas sociais, com criação de empregos, principalmente nas áreas rurais e promovendo o papel da mulher na sociedade. As mulheres do Quênia conseguiram plantar mais de de 47 milhões de arvores em toda a África. Em 1986, o Movimento se espalhou por outros países por meio da Rede de Cinturão Verde Pan-africana .

“São essas pequenas coisas que os cidadão fazem a diferença. Minha pequena coisa é plantar árvores.”

Devido ao Movimento Cinturão Verde, Maathai ficou internacionalmente reconhecida e, devido a isso, foi convidada para participar de conselhos de muitas organizações. Na ONU, em várias ocasiões foi convidada para se pronunciar, onde falou em sessões especiais da Assembléia Geral, como na revisão de cinco anos da “Cúpula da Terra”.

Em razão de sua defesa ao meio ambiente, a luta pela democracia contra o regime opressivo no Quênia e a resistência nas pautas sociais, Wangari foi presa algumas vezes, uma dessas vezes foi em 1989, quando praticamente sozinha impediu uma construção feita por parceiros do presidente da época, Daniel Arap Moi (presidente entre 1978 até 2002), no parque Uhuru em Nairóbi.

Em 2002 é convidada para atuar como professora do Global Institute of Sustainable Forestry da Universidade Yale. No mesmo ano, nas primeiras eleições livres de seu país, concorre e é eleita para ser membra do Parlamento queniano.

Pelo terceiro presidente eleito no Quênia, Mwai Kibaki, em 2003, é nomeada ministra do Ambiente, Recursos Naturais e Vida Selvagem. Neste mesmo ano funda o partido verde do Quênia.

“Quando se começa a trabalhar seriamente em temas ambientais, a arena passa a ser os direitos humanos, os direitos das mulheres, os direitos ambientalistas, os direitos das crianças, isto é, os direitos de todo mundo. Uma vez que se começa a realizar essas associações, já não se pode continuar simplesmente plantando árvores.”

Por meio de uma vida dedicada em prol à pensar na sociedade que vivia, em 2004, recebeu o Prêmio Nobel da Paz por “sua contribuição ao desenvolvimento sustentável, democracia e paz” e se torna primeira mulher esse prêmio. Durante a leitura do anuncio da ganhadora do prêmio, o Comitê fez a seguinte declaração:

“Maathai resistiu bravamente o antigo regime opressivo no Quênia. Suas formas únicas de ação contribuíram para prestar atenção a opressão política, nacional e internacionalmente. Tem sido assim de inspiração para muitos na luta pelos direitos democráticos e tem especialmente encorajado as mulheres a melhorar a sua situação.”

Em reconhecimento ao seu profundo compromisso com o meio ambiente, o Secretário-Geral da Organização das Nações Unidas (ONU), Ban Ki-moon, nomeou a professora Maathai como Mensageiro da Paz da ONU em dezembro de 2009, com foco no meio ambiente e na mudança climática.

Em 2010, foi nomeada para o Grupo de Defesa dos Objetivos de Desenvolvimento do Milênio: um painel de líderes políticos, empresários e ativistas estabelecido com o objetivo de galvanizar o apoio mundial para a realização dos Objetivos de Desenvolvimento do Milênio (ODMs). No mesmo ano, a professora tornou-se curadora do Fundo de Educação Ambiental da Floresta Karura, criado para proteger a terra pública para cuja proteção ela lutou por quase vinte anos.