Inicià els estudis musicals a Winnipeg i en 1929-30 estudià composició a París. Entre el 1936 i el 1938 continuà la seva formació a la Juilliard School de Nova York. Durant els seus anys de joventut estigué influïda per l’estil romàntic tardà francès, especialment per C. Franck i V. d’Indy. Al llarg dels anys quaranta i cinquanta el seu estil fou, en canvi, clarament deutor del neoclassicisme. El 1942 s’establí a Toronto, on s’integrà als cercles musicals d’avantguarda. La seva primera obra dodecatònica és l'Octet per a vent (1948). El 1943 començà a impartir classes al Conservatori de Toronto i entre el 1949 i el 1963 fou professora a la Universitat de la Colúmbia Britànica. Al final del anys cinquanta la música de Pentland tornà a experimentar un canvi per la influència de la música d’A. Webern. Entre les obres d’aquest període destaca The Symphony in Ten Parts (1957). Al final dels anys seixanta adoptà tècniques aleatòries i també usà els microtons. Estigué activa fins al principi dels noranta.