Su padre murió cuando ella tenía sólo dos años, durante la guerra civil colombiana, dejando a su familia en la pobreza. A los dieciséis años se hizo maestra para ayudar a mantener a su familia, y destacó en sus estudios. Mientras enseñaba, sintió una fuerte llamada a la vida religiosa.

Impulsada por el deseo de servir a los pueblos indígenas de Colombia, a los que veía marginados y a menudo maltratados, Laura dedicó su vida a su evangelización y mejora. Quería "hacerse india con los indios para ganarlos a todos para Cristo", reconociendo su dignidad y luchando contra la discriminación racial. En 1914 fundó la Congregación de las Hermanas Misioneras de María Inmaculada y Santa Catalina de Siena, junto con otras cuatro mujeres, para trabajar entre las comunidades indígenas. Se enfrentaron a críticas, incluso dentro de la comunidad cristiana, por su trabajo.

Las hermanas misioneras, bajo la dirección de la Madre Laura, trabajaron en zonas remotas, estableciendo escuelas y clínicas sanitarias. Se centraron en la educación, incorporando las lenguas y culturas indígenas a sus planes de estudio. Laura también se convirtió en defensora de los derechos de los pueblos indígenas, desafiando las prácticas discriminatorias y abogando por mejores condiciones de vida. Continuó con su labor incluso en sus últimos años, cuando estaba postrada en una silla de ruedas. La Madre Laura murió el 21 de octubre de 1949 en Medellín.

Su congregación continúa su misión en 19 países de todo el mundo.

La vida de Santa Laura Montoya es un testimonio de fe, educación y justicia social.

Es la patrona de los indígenas de Colombia y de la Congregación de las Hermanas Misioneras de María Inmaculada y Santa Catalina de Siena.