Luthmer wurde von Wilhelm Trübner in dessen privatem Städel-Atelier ausgebildet. 1901 ging sie nach Paris und studierte an der Académie Julian und bei dem Maler Eugène Carrière. Zurück in Frankfurt, arbeitete sie als freiberufliche Malerin und spezialisierte sich auf die Landschaftsmalerei. Luthmer war regelmäßig in Ausstellungen vertreten und engagierte sich im Frauenkunstverband für eine Verbesserung der Ausbildungsbedingungen von Künstlerinnen. Außerdem war sie als Redakteurin und Illustratorin für verschiedene Frankfurter Zeitungen und Zeitschriften tätig.