1927-1939: primeros años
Su hermano mayor, el director de cine José Martínez Suárez, había nacido el 2 de octubre de 1925. En sus infancias, Rosa María recibió el apodo de «Chiquita» por ser la más pequeña y María Aurelia el de «Gordi» por su contextura más robusta —luego sería modificado a «Goldie»—.
Las hermanas realizaron sus estudios primarios en la Escuela Fiscal n.º 178 de Villa Cañás (Santa Fe), donde su madre ejercía como docente, y durante su niñez estuvieron acompañadas por sus niñeras Elena y Bruna Ambrossi. Su hermana Silvia recordó en un testimonio al escritor Néstor Montenegro: «Chiquita siempre le pedía a Bruna, cuando la peinaba: "Bruna, haceme el moño más grande a mí". Era muy coqueta, siempre quería lucir bien. Mamá nos vestía a las dos iguales, éramos un dibujito». Cuando asistió a la escuela primaria la identificaron con un apodo que odiaba: «Martineta», como deformación de su apellido Martínez. La familia tuvo un pasar próspero, ya que su padre tenía un negocio de ramos generales. Un billete de lotería selló el destino de José Martínez y su familia, ya que cuando todavía las mellizas eran pequeñas, ganó el primer premio de una jugada de lotería. Para 1934, la familia se trasladó a Rosario, donde los hermanos continuaron sus estudios en el Colegio María Auxiliadora, pero como su padre continuó conservando su comercio en Villa Cañás, Casa Martínez, recorría 200 km. en caminos de tierra todos los fines de semana para visitarlos. En Rosario, las hermanas tomaron cursos infantiles de actuación en el Teatro Municipal y estudiaron canto, recitado, piano, declamación, folclore, zapateo americano, danzas clásicas y danzas españolas, disciplinas muy practicadas en esa época. También estudiaron arte dramático en la Universidad Popular de Rosario, dirigida por Ernesto de Larrechea. En el pueblo, eran muy distinguidas, no solo por su característica de gemelas sino por su particular belleza: desde pequeñas, se pintaban los labios, se coloreaban las mejillas y se vestían con ropa de terciopelo de colores. Durante su tiempo libre, las hermanas solían tomar paseos alrededor de la plaza 9 de Julio, concurrir al cine Dante, jugar con las muñecas Marilú y frecuentar una laguna cercana. La familia de Legrand pertenecía a la clase media ilustrada y su padre solía traer libros desde Buenos Aires, los cuales eran aprovechados particularmente por José, el hermano mayor. La familia Martínez estuvo presente en la inauguración del Obelisco en 1936.
El 19 de enero de 1937, su padre murió inesperadamente luego de una operación de úlcera de duodeno realizada en el Hospital Otamendi Miroli de Buenos Aires, durante la cual fue víctima de una mala praxis por el médico Enrique Jáuregui, encargado de llevar adelante el procedimiento. Carrozas, serpentina, papel picado, números, tablado [...] En uno de esos carnavales, mamá les hizo un disfraz de lagarteranas muy bonito a mis hermanas. El primer año lo ganó "Chiquita" y el segundo, "Goldi"».
1939-1941: Los martes, orquídeas
En 1940, el director Luis César Amadori —que las había conocido en el corso de 1939— les ofreció a las hermanas el papel de extras con un breve parlamento en el filme cómico Hay que educar a Niní, protagonizado por Niní Marshall. Un año después, ambas participaron en Novios para las muchachas, una comedia para jóvenes dirigida por Antonio Momplet y adaptada de la obra Las de Caín. Su compañera de rodaje Silvana Roth rememoró: «El rodaje fue divertido. Nosotras nos hallábamos en la época de aprendizaje y la verdad que mirar a aquellos característicos como Serrano, Felisa Mary, Ana Arneodo y Juan Mangiante, observar de qué modo se movían delante de la cámara, era una verdadera lección. Por supuesto, nadie sabía que esa película iba a resultar tremendo éxito. Mirtha tenía pocos puntos de contacto con el personaje. No era ninguna ingenua y ya resultaba altamente competitiva». Legrand, según manifestó en una entrevista a Radiolandia en 1980, también compartió elenco en sus comienzos actorales con la actriz María Eva Duarte —posteriormente primera dama Eva Perón—: «Eva tenía un pequeño papel y se olvidaba la letra. Tenía la piel tersa, de color aceituna, pelo negro y unos tobillos muy feos».
Los estudios Lumiton se hallaban en búsqueda de una niña para el papel de Elenita en Los martes, orquídeas, y habían pensado en la actriz Delia Garcés, pero la consideraban un poco mayor para el personaje. Un ayudante de dirección, Gonzalo Palomero, vio la foto de Legrand en el concurso de carnaval en el diario Crítica y la citó a una prueba. Los martes, orquídeas de Francisco Mugica relataba la historia de una joven tímida llamada Elena a la que su padre le envíaba semanalmente un ramo de orquídeas haciéndole creer que eran de un admirador oculto para intentar cambiar su carácter y crearle una ilusión. La trama indicaba que Legrand, de entonces 14 años, debía besar a Juan Carlos Thorry, 19 años mayor en la vida real; sobre esa escena, la actriz comentó luego que ahí aprendió «cómo era eso» en alusión a que fue su primer beso. La presentación del filme fue en el cine Broadway el 4 de junio de 1941 y Legrand, ya adulta, recordó: «¡Llegué al cine en tranvía y me fui en un Cadillac! No sé de quién era, pero me acompañaron mi madre y mis hermanos». Fue elegida como la mejor película del año por la recién creada Academia de Artes y Ciencias Cinematográficas de la Argentina, que también le otorgó una mención especial a Legrand. La Revista de las Indias publicó que «es una de las películas en español que más éxito ha tenido en esta ciudad». El historiador Félix Luna recogió en uno de sus libros una crónica de Radiolandia de junio de 1941 donde se decía en referencia a Legrand que «como mejor saldo de la cinta, queda la revelación de una artista que ha de ganar, rápidamente, puesto de primerísima fila entre las expresiones más simpáticas y exitosas del séptimo arte criollo... Gana con ella nuestro cine, a su mejor "ingenua". Ojalá se la guíe con prudencia en sus futuras películas. De ser así, Mirtha es una estrella a brevísimo plazo».
Al acrecentarse su popularidad, su madre contrató al representante Ricardo Cerebello, a quien había acudido para que guiara la carrera artística de las gemelas. Si bien Rosa María había utilizado inicialmente el sobrenombre de Rosita Luque, Cerebello eligió posteriormente el seudónimo de Mirtha Legrand para ella y el de Silvia Legrand para María Aurelia Paula. Al comienzo, como la secretaria de Cerebello se llamaba Rosa Luque Legrand, este decidió poner a cada una de las gemelas uno de los apellidos de su asistenta. Al regresar a su casa, la madre y las hermanas se plantearon la idea de ser gemelas y no tener el mismo apellido, lo que su padre no hubiera aceptado si viviera, por lo que, al día siguiente, se dirigieron a las oficinas de Cerebello y le pidieron el cambio de nombre, eligieron ambas llamarse Legrand y Cerebello cambió su nombre de pila por Mirtha. Silvia fue contratada para actuar en La casa de los cuervos y la situación económica de la familia comenzó a mejorar con el trabajo de las hermanas, que incluso adquirieron un automóvil para ir al estudio.
1941-1945: Lumiton y reveses profesionales
El filme Los martes orquídeas significó el comienzo de las llamadas «comedias blancas» en el cine argentino, cuyas figuras insignia fueron Legrand y María Duval, que comenzaron a representar a la adolescencia de la burguesía asociada a un país agro ganadero, casi siempre en el rol de ingenuas. Su amiga Delia Garcés señaló con ocasión del rodaje de Canción de cuna que sólo oyó exclamaciones de sorpresa ante las actuaciones de Legrand y Pedro López Lagar. Luis César Amadori creía que Legrand tenía mayor potencial y la incluyó en una película dramática para Argentina Sono Film, Soñar no cuesta nada, donde interpretó a una impostora y, como señaló el fotógrafo Pedro Marzialetti, «le descubrieron enseguida el lado pícaro». De acuerdo con el autor Abel Posadas, Legrand mostró «una desenvoltura y un alto grado de desfachatez que mitigaron el efecto de Los martes, orquídeas». Luego de esa película, los estudios Lumiton, uno de los más importantes de esa época, contrataron a Legrand por cinco años, período en el que filmó una serie de películas como El viaje (1942), donde su nombre ya procedió debajo del título. El viaje no tuvo el éxito esperado, según Aída Luz, porque «el público no perdonó que lo desorientaran» con el argumento y calificó eso como un «golpe bajo». Con una puesta en escena excesivamente teatral, el público había visto hacía poco a Roberto Airaldi —ahora pretendiente de Legrand en la película— en el rol de su padre en otra producción. La crónica de La Razón publicó que «su final dramático no deja de causar desconcierto como remate de una comedia que se desarrolla en toda su extensión en un tono riente, amable, de fresco romance juvenil». En paralelo, Argentina Sono Film —la empresa competidora— contrató a su hermana Silvia, con quien se presentó ese mismo año en un ciclo radial transmitido por Radio Splendid, Mirtha y Silvia: El club de la amistad, donde generaron una significativa audiencia entre las jóvenes al mismo tiempo que se dio forma a un club de seguidoras. Luego de finalizar el rodaje de Claro de luna, las hermanas no volverían a actuar juntas hasta 1962.
En paralelo, se estrenó Adolescencia, donde interpretó el personaje de Elvira junto a Ángel Magaña. Según Posadas, la película demostró «los mecanismos de no pocas de las muchachas de la alta burguesía de aquellos años... sin otra puerta de salida que un ventajoso casamiento». El argumento volvería a ser utilizado en 1965 por Enrique Carreras cuando filmó con Palito Ortega y Evangelina Salazar Mi primera novia. Demostró un crecimiento como actriz y le dio credibilidad a su personaje en El espejo de Francisco Mugica, ambientada a fines del siglo XIX, pero volvió a tener un rol deslucido al componer el personaje secundario de Irene Benavídez en Safo, historia de una pasión (1943), la primera película argentina prohibida para menores. Estuvo dirigida por Carlos Hugo Christensen y formaron parte del elenco Mecha Ortiz, Roberto Escalada, Olga Zubarry, Guillermo Battaglia y Eduardo Cuitiño. Fernando M. Peña calificó a la película como uno de los pocos filmes de culto argentinos y la crónica de El Heraldo del Cinematografista dijo que «si bien por la índole de su tema puede resultar la película chocante para espectadores puritanos, su carácter sentimental y pasional la hace especialmente atrayente para el público femenino, adulto». Una situación similar se dio cuando intervino en la superproducción La casta Susana en un préstamo de Lumiton —empresa con la que su madre mantenía severas discusiones— a Pampa Film. El diario La Nación dijo en su crónica que era «un espectáculo ameno, vistoso, de señalada calidad en todo lo que revela la presencia del director». La película generó críticas favorables, pero no tuvo éxito entre el público, lo que contribuyó al hundimiento de Pampa, que se disolvió finalmente en 1946.