Kirsten Utheim Toverud var den tredje kvinne i Norge som tok medisinsk doktorgrad og den første lederen av landets første kommunale helsestasjon for mor og barn.
Hun tok examen artium ved Kristiania katedralskole 1909 og medisinsk embetseksamen 1916. Etter å ha vært kandidat ved flere sykehus i Kristiania studerte hun barnesykdommer i København og Berlin. 1919 drog hun til USA. Ved universitetsklinikker i New York, Boston og Baltimore samlet hun materiale for å vurdere kostholdets betydning for barnets helse. 1921 ble hun ansatt som “instructor” ved Department of Pediatrics ved Washington University i St. Louis, Missouri. Selv mente hun at oppholdet i Amerika hadde avgjørende betydning for hennes utvikling som lege.
1922 giftet Kirsten Utheim seg med Guttorm Toverud, senere professor i odontologi. Begge var opptatt av hvordan kostholdet påvirket barns helse generelt og tenner spesielt. 1923 ble Kirsten Utheim Toverud dr.med. ved universitetet i Kristiania på avhandlingen Advanced chronic nutritional disturbances in infancy. Arbeidet vakte oppmerksomhet og viste hvordan man kunne styrke fosteret ved å gi moren gunstig ernæring og omsorg gjennom svangerskapet. Ved slike forebyggende tiltak kunne spedbarnsdødeligheten bli redusert.
Vel hjemme i Norge ble hun 1924 ansatt som reservelege ved Rikshospitalets barneavdeling. Her hadde professorene Axel Johannessen og Theodor Frølich bygd opp et forskermiljø som arbeidet med spedbarnsernæring og virkningen av vitamintilskudd i kostholdet. Kirsten Utheim Toverud ble snart den ledende forskeren i denne forskningsgruppen.
Da Kirsten Utheim Toverud 1931 søkte om fornyet ansettelse som reservelege, noe som egentlig var en rutinesak, ble imidlertid søknaden avslått, med den begrunnelse at hun var gravid. Hun ble da nødt til å starte sin egen barnelegepraksis i Oslo, men lot seg samtidig velge til formann i Den Norske Kvinnelige Legeforening, der hun særlig arbeidet for kvinnelige legers rett til svangerskapspermisjon.
Også senere ble Kirsten Utheim Toverud forbigått på grunn av sitt kjønn. Da professor og overlege Theodor Frølich falt for aldersgrensen 1940, søkte Toverud stillingen etter ham. Bedømmelseskomiteen greide å bedømme det meste av hennes omfattende forskning som irrelevant for stillingen, og en yngre mann med lite forskningsbakgrunn ble ansatt. Ansettelsen har i ettertid blitt betraktet som en klar forbigåelse.
Forebyggende medisin og sosialmedisin engasjerte Kirsten Utheim Toverud. Hun var utholdende i arbeidet med å få gjennomført ideene sine. I møtet med de små pasientene hadde hun sett hvor viktig det var at foreldrene fikk god informasjon om barnet like fra fostertiden til småbarnsalderen. Dette inkluderte også tannpleien. Hennes store interesse for pediatri og fysiologi kombinert med en sterk forskertrang gjorde henne særdeles produktiv også som forfatter. Til sammen skrev hun over 300 artikler i norske og utenlandske tidsskrift.
Arbeidet hennes gav resultater. Da Norske Kvinners Sanitetsforening 1925 åpnet en veiledningsstasjon for gravide, var det på hennes initiativ. Som formann i Norsk Pædiatrisk Selskap 1934–36 stod hun bak en henvendelse til myndighetene om støtte til systematisk offentlig helsearbeid. 1939 kunne Sagene kommunale helsestasjon for mor og barn åpne sine dører som den første i landet. Kirsten Utheim Toverud ble dens første faste lege og ledet den frem til 1947. 1939 ble hun utnevnt til dosent i fysiologi ved Norges Tannlegehøyskole. Fra 1935 var hun tilknyttet Det Norske Hjem for Sukkersyke Barn som lege, og 1946–47 var hun medlem av Aker herredsstyre.
Kirsten Utheim Toverud hadde en sterk posisjon i det internasjonale forskermiljøet. 1947 ble hun bedt av National Research Council i USA om å lede en vitenskapelig undersøkelse i USA som resulterte i monografien Maternal nutrition in relation to health of mother and child. Hun gjennomførte arbeidet, men døde i Iowa City 1949. Arbeidet ble offentliggjort etter hennes død.