Nata a Taku, ai tempi in cui era solo un villaggio noto con altro nome, città giapponese della prefettura di Saga. Seconda di tre sorelle, anche se in realtà originalmente erano quattro, una morta in giovanissima età. Il padre Yukichi inizialmente ingegnere presso la miniera di carbone Mitsubishi operante a Taku, diventa poi indipendente aprendosi una propria attività. La madre si chiama Sadako, discendente di una famiglia di samurai, una delle sorelle, Yoko, nata nel novembre del 1925, diventerà un'importante imprenditrice.
Si trasferisce a Fukuoka,della prefettura omonima, dove frequenta la scuola elementare di Haruyoshi. Di carattere irascibile e determinata, disegna spesso ritratti di insegnanti durante le lezioni e basa alcune storie su di loro per vendicarsi dei comportamenti a volte dispotici. Nel marzo del 1933 il padre muore, a seguito delle complicanze di una polmonite. A 15 anni, quando stava frequentando il secondo anno di una scuola superiore femminile, il resto della famiglia si trasferisce a Tokyo.
Influenzata da Norakuro di Suihō Tagawa decide di diventare un' allieva dell'autore. Cura il suo primo lavoro, Tanuki no omen, una piccola opera di due pagine, pubblicata su una rivista per ragazze, Shojo Club, nel mese di ottobre 1935. Vive per una decina di mesi proprio a casa di Tagawa, in quanto lui e sua moglie non avevano figli e c'era spazio nella loro abitazione.
Dal 1939 si afferma come autrice grazie alla sua prima serializzazione, "Hiifu Miyo-chan". La sua prima opera di successo è "Nakayoshi Techou" (1940-1942, prima serializzazione). I suoi lavori vengono interrotti a causa della seconda guerra mondiale, inizialmente lavora come insegnante d'arte per bambini, ma in seguito la famiglia Hasegawa viene evacuata nel 1944 fu evacuato a Momochi (ora Sawara-ku, uno dei quartieri di Fukuoka).
Per poco tempo lavora come correttrice di bozze per la Nishinippon Shimbun. Terminata la guerra lascia l'incarico. Il 22 aprile del 1946 riceve una richiesta per una nuova serializzazione. "Sazae-san" viene pubblicato per la prima volta sul giornale locale di Hasegawa, il Fukunichi Shinbun, il 22 aprile 1946, serializzazione poi sospesa il 22 agosto. A causa di varie circostanze come il matrimonio di una delle sorelle, Machiko torna a Tokyo, per quanto all'epoca, nel dopoguerra, era difficile riuscirci. L'autrice riprende Il 3 gennaio 1947 la pubblicazione della serie.
Viene poi spostata inizialmente dal 21 novembre 1948 in un'altra rivista e infine viene pubblicata con Asahi Shimbun dal 30 novembre del 1949. Il manga si rivela un grandissimo successo, con oltre 86 milioni di copie in circolazione nel 1999. L'opera termina la sua pubblicazione nel 21 febbraio 1974 e l'adattamento animato, iniziato nel 1969, entra nel guinness dei primati come serie televisiva animata più longeva.
La pubblicazione viene interrotta più volte a causa dello stato di salute dell'autrice, tanto da arrivare nel 1960 a una sospensione a tempo indeterminato, vista l'intenzione iniziale dell'autrice di ritirarsi dall'attività. Grazie all'intervento del capo redattore Tomoo Hirooka l'autrice cambia idea e riprende in seguito il lavoro. Altri suoi lavori importanti sono "Apron Oba-san" (1957–1965) e "Ijiwaru Baa-san" (1966–1971).
Nel 1967, all'età di 47 anni, per una forma tumorale allo stomaco viene operata. Alla donna le viene riferito di un'ulcera allo stomaco, per proteggerla da possibili intenzioni suicide, previsione da lei stesso paventata in casi simili, ricordando la fine del marito di sua sorella Yoko. Hasegawa nel 1970 intenta una causa contro una compagnia di autobus per sfruttamento improprio di personaggi coperti da copyright. Terminato il processo, vinto dalla donna, vengono redatte nuove disposizioni sul copyright.
II 19 novembre dello stesso anno un incendio di origine dolosa devasta la sua abitazione. Muore il 27 maggio 1992 all'età di 73 anni per insufficienza cardiaca. Per sua volontà la notizia della sua morte diventa pubblica solo 35 giorni dopo la sepoltura dei suoi resti.
Viene insignita da diverse onorificenze, alcune postume tra cui: Medaglia d'onore con nastro viola (eccellenti risultati in campo accademico, sportivo, artistico e culturale), Ordine della Corona Preziosa, nel 28 luglio del 1992 la People's Honour Award e nel 2020 ottiene il premio speciale al 24° al premio culturale Osamu Tezuka. Il museo d'arte Hasegawa Machiko a Setagaya, Tokyo, espone le tante opere d'arte della sua collezione, ampliata poi da pezzi della sorella Mariko, oltre a disegni originali. Nel 2013 su Fuji TV viene trasmesso un film incentrato sulla sua vita.
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