1848年（嘉永元年）、木田久兵衛の長女として長門国（現：山口県）で誕生。赤間関（下関）稲荷町の置屋「いろは楼」の養女となり、芸妓となって「小梅」を名乗る。1864年（元治元年）頃、イギリスからの帰国間もない伊藤博文と出会う。当時、博文は既に入江九一・野村靖の妹であるすみ子と結婚していたが、博文とすみ子は1866年（慶應2年）に離婚し、梅子が継妻となった。その後、同年長女貞子（1868年没）、次女生子（1868年9月19日 - 1934年1月2日）を生み、養女朝子（1876年 - 1944年）、養子博邦（幼名勇吉、井上光遠の子、1870年 - 1931年）、眞一（1890年 - 1980年）、文吉らを育て上げた。
夫の博文が初代内閣総理大臣となったことにより、梅子もまた初の内閣総理大臣夫人となった。その様子は芥川龍之介の『花火』に記述されている。梅子は勝気で向学心に富み克己心が強く、下田歌子に和歌を学び、英語の習得にも心がけた。常々身だしなみに気を配り、婦徳の鑑と称された。
1909年（明治42年）10月26日に博文が暗殺された際には、梅子は涙ひとつ見せなかったが、自室で「国のため光をそえてゆきましし 君とし思へどかなしかりけり」と詠んだとされる。その後、滄浪閣（神奈川県中郡大磯町）を出て東京の生子の嫁ぎ先の末松謙澄邸などを転々とし、1924年（大正13年）4月12日に死去した。
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