Hendrikje Mautner-Obst studierte Schulmusik und Germanistik sowie anschließend Musikwissenschaft, Germanistik und Philosophie an der Hochschule für Musik und Theater Hannover und an der Universität Hannover. 1999 schloss sie ihr Studium mit einer Promotion in Musikwissenschaft zum Thema „Aus Kitsch wird Kunst.“ Zur Bedeutung Franz Werfels für die deutsche Verdi-Renaissance ab.

1999–2002 war sie als Dramaturgin und Pressereferentin am Nationaltheater Mannheim tätig, 2002–2006 als Dramaturgin an der Oper Frankfurt.

2006 wurde sie auf eine Juniorprofessur für Musikvermittlung an die Staatliche Hochschule für Musik und Darstellende Kunst Stuttgart berufen. Daneben unterrichtete sie 2008 und 2009/10 im Rahmen eines Lehrauftrags an der Universität Klagenfurt (Studiengang Angewandte Musikwissenschaft). Mit Unterstützung eines Fellowship des Stifterverbands für die Deutsche Wissenschaft absolvierte sie 2008/09 eine Weiterbildung im Bereich Wissenschaftsmanagement (Zertifikatsprogramm des berufsbegleitenden Masterstudiengangs „Bildungsmanagement“, Universität Oldenburg).

Seit 2012 ist Hendrikje Mautner-Obst Professorin für Kulturvermittlung / Musiksoziologie an der HMDK Stuttgart. 2013 wurde sie zur Prorektorin für Internationale Kontakte und Außenbeziehungen gewählt, seit 2017 ist sie Prorektorin für Internationales und Interkulturelle Kommunikation. Januar 2024 Wiederwahl zu Prorektorin mit neuem Schwerpunkt Third Mission und Wissenschaft.