Студентка института международных отношений в Киеве. В 14 лет Марина Петренко дебютировала в скандальном, антирусском фильме Юрия Ильенко Молитва за гетмана Мазепу. На Берлинском кинофестивале этот фильм был признан «фильмом для секс-меньшинств» и «фильмом разжигающим межнациональную рознь». Министерство Культуры не рекомендовало скандальную картину к прокату на территории РФ. Такое начало не способствовало дальнейшему развитию кинокарьеры Марины Петренко.
Последующие несколько лет, Марину приглашают для исполнения эпизодических ролей в украинских сериалах и фильмах категории «B».
Следующим, более удачным шагом в карьере Марины, стало ее участие в фильме Павла Санаева «На игре» и ее продолжении «На игре: новый уровень», где она исполнила главную женскую роль. В 2009 году участвует в съемках сериала «Женские мечты о дальних странах». В 2010 году снимается в картине «Сердце мира»