Po 15 latach pracy w New England Hospital, Mahoney została przyjęta do ich szkoły pielęgniarskiej w 1878 roku w wieku 33 lat. 16-miesięczny program był bardzo rygorystyczny i składał się z 16-godzinnych dni. Kiedy studenci nie pracowali na oddziałach szpitalnych lub nie pełnili prywatnych dyżurów w domach pacjentów, musieli uczęszczać na całodzienne zajęcia i wykłady. Tylko czterech z 42 studentów, którzy rozpoczęli program, miało wystarczająco dużo wytrwałości i siły woli, by ukończyć kurs. Kiedy w 1879 r. otrzymała dyplom, stała się pierwszą czarnoskórą amerykańską pielęgniarką zawodową i dołączyła do grona słynnych pielęgniarek w historii.

Mahoney poświęciła się prywatnym dyżurom pielęgniarskim przez większość swojej 30-letniej kariery z powodu wciąż dominujących uprzedzeń rasowych w pielęgniarstwie publicznym. Wielu z jej pacjentów pochodziło z prestiżowych rodzin i byli pod wrażeniem jej umiejętności i profesjonalizmu. Pod koniec swojej kariery była dyrektorem czarnego sierocińca w Nowym Jorku. Poświęciła się swojej pracy i nigdy nie wyszła za mąż.

W 1896 roku Mahoney dołączyła do nowo powstałej, głównie białej organizacji Nurses Associated Alumnae of the United States and Canada, znanej później jako American Nurses Association (ANA). Z powodu opieszałości w przyjmowaniu czarnych członków, pomogła utworzyć Narodowe Stowarzyszenie Kolorowych Absolwentów Pielęgniarstwa (NACGN) i przemawiała na ich pierwszej konwencji w 1909 roku. W tym czasie, ona skierowana nierówności dla Afroamerykanów w edukacji pielęgniarskiej i poprosił o demonstracji w New England Hospital. Konwencja z całego serca ją poparł, wybrał ją kapelanem i dał jej dożywotnie członkostwo. Przez wiele lat pracowała nad rekrutacją pielęgniarek mniejszościowych, aby przyłączyły się do organizacji. Głównie z powodu jej wysiłków, liczba afroamerykańskich pielęgniarek podwoiła się od 1910 do 1930.

.