Родилась 28 марта 1912 года в Москве.
Училась в Московской консерватории. Работала практиканткой в лаборатории анилинокрасочного завода. С 1932 года — лаборантка аэронавигационной лаборатории Военно-воздушной академии имени Н. Е. Жуковского. В 1934 году окончила Ленинградский институт инженеров Гражданского воздушного флота, стала штурманом. В 1935 году окончила школу лётчиков при Центральном аэроклубе. Продолжала работу в Военно-воздушной академии имени Н. Е. Жуковского в должности инструктора-летнаба.
В 1937 году в качестве штурмана участвовала в установлении мирового авиационного рекорда дальности на самолёте АИР-12; в 1938 году — в установлении 2-х мировых авиационных рекордов дальности на гидросамолёте МП-1.
24-25 сентября 1938 года на самолёте АНТ-37 «Родина» (командир — В. С. Гризодубова, второй пилот — П. Д. Осипенко) совершила беспосадочный перелёт Москва — Дальний Восток (Керби) протяжённостью 6450 км (по прямой — 5910 км). При вынужденной посадке в тайгу выпрыгнула с парашютом и была найдена только через 10 суток. В ходе перелёта был установлен женский мировой авиационный рекорд дальности полёта.
За выполнение этого перелёта и проявленные при этом мужество и героизм 2 ноября 1938 года Расковой Марине Михайловне присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина, а после учреждения знака особого отличия ей была вручена медаль «Золотая Звезда» № 106.
В Красной Армии с 1938 года. Одновременно находилась в штате НКВД: в феврале 1937 года — феврале 1939 года — штатный консультант, затем уполномоченный особого отдела НКВД, позже — в 3-м Управлении Народного комиссариата обороны СССР, старший лейтенант госбезопасности. Жила в Москве.
Когда началась Великая Отечественная война, Раскова использовала своё положение и личные контакты со Сталиным, чтобы добиться разрешения на формирование женских боевых частей. Её поддержали тысячи советских женщин, которые хотели участвовать в изгнании врагов с территории своей Родины.
В конце октября 1941 года с официального одобрения Ставки ВГК (Приказ НКО СССР № 0099 от 08.10.41) и с поддержкой ЦК ВЛКСМ в г. Энгельс на Волге она сформировала авиагруппу из трёх женских авиаполков: 586-го истребительного (Як-1), 587-го бомбардировочного (Пе-2) и 588-го ночного бомбардировочного (По-2), которая носила неофициальное название «Ночные ведьмы». Позднее Раскова была назначена командиром 587-го бап.
Во время войны 587 бап был переименован в 125-й гвардейский пикировочно-бомбардировочный авиационный имени Марины Расковой Борисовский орденов Суворова и Кутузова полк (Приказ НКО СССР № 265 от 03.09.1943 г. и Директива ГШ № Орг/10/138919 от 04.09.1943 г.); 588 нбап был преобразован в 46-й гвардейский ночной бомбардировочный Таманский Краснознамённый ордена Суворова авиационный полк (Приказ НКО СССР № 64 от 08.02.1943 г.)
4 января 1943 года Герой Советского Союза майор Раскова погибла в авиакатастрофе близ Саратова, недалеко от села Михайловка Саратовского района, в сложных метеоусловиях при перелёте на фронт после переформирования.
После смерти была кремирована, прах помещён в урне в Кремлёвской стене на Красной площади в Москве.
Награждена двумя орденами Ленина и орденом Отечественной войны 1-й степени, медаль «Золотая Звезда» (№ 106).
Почтовый конверт СССР:
50-летие полёта Москва ? Дальний Восток
thumb|right|160 px|Почтовая марка СССР
Почтовая марка России, выпущенная к 100-летию Расковой