Holsen utdanna seg til lærer i hjembyen, og tok eksamen med utmerkelse. Etter en tid som lærer i Sogn kom hun til Kristiania, der hun arbeidet ved Sofienberg folkeskole. Sammen med Anna Rogstad engasjerte hun seg i Kristiania Lærerforbund, og sto i bresjen da lærerinnene brøt ut av Norges lærerforbund for å danne Norges lærerinneforbund. Blant kampsakene var lik representasjon og lik lønn for kvinnelige og mannlige lærere.
Holsen tok initiativ til en fortsettelsesskole for jenter, inspirert blant annet av tilsvarende skoler i Tyskland, Østerrike og Sveits. I samarbeid med Anna Rogstad og Gøthilde Næss startet hun den første framhaldsskolen for jenter, på Grünerløkka Oslo, i 1900.
Etter at kvinner fikk stemmerett ved kommunevalg i 1901, ble Holsen innvalgt i kommunestyret i Oslo som representant for Kvindestemmerettsforeningen.[5] Hun ble dermed en av de første kvinnene valgt til et politisk verv i Norge.
Holsen døde kort tid før norske kvinner fikk allmenn stemmerett. Hun ligger begravet på Nordre Gravlund i Oslo. Graven er markert med en bauta som har et relieff, av bysten hennes som voksen dame og en statue av henne som sittende pike, utført av billedhugger Gustav Lærum.[6]
