Nació en Baba, población perteneciente en esa época a la provincia de Guayaquil (hoy provincia de Los Ríos), el 24 de septiembre de 1828, hija de don Miguel Molina y Arbeláez y de doña Rosa Ayala y Aguilar.
Dos años más tarde murió su padre, por lo que con su madre se trasladó a vivir a Guayaquil, donde ingresó a estudiar en una de las escuela de la ciudad. Por esa época su madre le enseñó a rezar y a conocer la doctrina cristiana.

A los quince años de edad sufrió el gran dolor de perder a su madre; era entonces una bella jovencita que atraía poderosamente a muchos gentiles galanes que rondaban su casa con pretensiones amorosas, pero en 1849, cuando acababa de cumplir veintiún años, renunció a un brillante matrimonio, y al frente de un asilo de huérfanos se dedicó a la acción social y evangélica. Entonces repartió todos los bienes que había heredado de sus padres -destinándolos a obras para los pobres-, y colaboró con la incipiente Junta de Beneficencia de Guayaquil.
Mercedes se entregó por entero a Dios y emitió votos de virginidad perpetua tomando el camino del sacrificio, la bondad, la oración y la meditación. Sucedió entonces que estando en oración contemplativa, siguiendo los pasos de Mariana de Jesús a quien imitaba en su amor a Dios, éste le manifestó, a través de un rosal florido, que fundaría un colegio religioso.

En 1862 comenzó a levitar cuando oraba, perdía los sentidos y entraba en éxtasis después de comulgar. Al año siguiente su fama de beata se extendió por toda la ciudad ocasionando los más variados comentarios. Fue justamente por esa época cuando conoció a Narcisa de Jesús Martillo Morán, con quien compartió su casa por largo tiempo para ayudarse mutuamente en el camino de la cruz, y practicar juntas la virtud, la oración y la penitencia.

En 1870 viajó al oriente con el propósito de evangelizar a los jíbaros, y tres años más tarde, luego de cumplir con su labor cristiana a costa de muchos sufrimientos, el Señor la condujo a la ciudad de Riobamba donde el 14 de abril de 1873 vio cristalizado su deseo de fundar un instituto religioso, al que puso bajo el patrocinio de la santa quiteña Mariana de Jesús.

Posteriormente continuó llevando una vida ejemplar, de amor al prójimo y de sacrificio hasta el heroísmo, y debido al ayuno y la penitencia su cuerpo se fue debilitando poco a poco hasta que la muerte la sorprendió, en olor a santidad, el 12 de junio de 1883.

El 8 de febrero de 1946, Su Santidad el Papa Pío XII decretó la introducción de la causa de su beatificación, y el 27 de noviembre de 1981, el Papa Juan Pablo II expidió el Decreto sobre las Virtudes Heroicas y le dio el título de Venerable. Cuatro años más tarde, el 1 de febrero de 1985, «La Rosa del Guayas» fue beatificada durante la visita pastoral que el Santo Padre realizó a la ciudad de Guayaquil.

Sus restos descansan en la ciudad de Riobamba, en la misma casa donde fundó la Congregación de las Marianitas.