Madeleine Hollmann begann ihr professionelles Musikstudium zunächst neben ihrer Schulausbildung als Jungstudentin an der Musikuniversität Augsburg. Ihr weiteres Studium führte sie an die Musikhochschule Leipzig zu Prof. Irmela Boßler, die Folkwang Universität der Künste Essen zu Prof. Gunhild Ott und die Universität der Künste Berlin in die Klasse von Prof. Christina Fassbender. Dort schloss sie im Winter 2021 ihren Master mit Bestnote ab.
Professionelle Orchestererfahrung sammelte sie als Akademistin der Andechser Orff–Akademie des Münchner Rundfunkorchesters und als Mitglied der Orchesterakademie des Philharmonischen Staatsorchesters Hamburg.
Madeleine Hollmann ist Erste Preisträgerin von über 10 Internationalen Musikwettbewerben sowohl in der Solowertung wie auch im Kammermusikbereich. Sie erhielt Konzerteinladungen u.a. in die Elbphilharmonie Hamburg, das Gewandhaus Leipzig, den Herkulessaal und Gasteig München, die Meistersingerhalle Nürnberg, die Konzerthalle Bamberg, die Kongresshalle und den Goldenen Saal Augsburg, das Konzerthaus Berlin, die Philharmonie Paris und die Carnegie Hall New York.
Seit Mai 2020 ist sie Mitglied des international preisgekrönten Kammermusikensembles Trio Airimba – Flöte, Klarinette, Marimba. Zusammen mit ihren Triokolleginnen engagiert sie sich für den Aufbau neuer Ensembleformationen und die Erweiterung des Kammermusikrepertoires durch Arrangements und Auftragskompositionen.
Seit der Spielzeit 17/18 ist Madeleine Hollmann Solo-Flötistin im Polizeiorchester Bayern.