Elle est la fille d'Arthur Dubois de Courval, vicomte d'Anizy (1826-1873, petit-fils du maréchal Moreau et d'Alexis Dubois de Courval) et de Mary Ray, une héritière américaine, morte en 1902 à Paris.
Fille unique, elle est l'héritière du domaine de Pinon (Aisne), sur lequel se trouve une vaste demeure du XVIIIe siècle.
Au début du XXe siècle, elle en fait redessiner à la française une petite partie du parc à l'anglaise.
Pendant la première guerre mondiale, le château de Pinon et son parc sont lourdement endommagés par de violents bombardements.
A la fin des années 1920, elle fait construire à l'emplacement du château et sur un plan incurvé, une vaste demeure de style cubiste et fonctionnel, inspiré par la villa Noailles, construite à Hyères pour son fils, Charles de Noailles.
François et Madeleine de Noailles ont quatre enfants :