С 1942 г. для Марии Васильевны Марухненко началась военная служба в качестве ординатора операционно-перевязочного взвода на Синявском направлении Волховского фронта, в 464 лыжном батальоне 374 стрелковой дивизии. Вскоре после прибытия Марии Васильевны по месту службы, дивизия попала в окружение, из которого выходили с боями, неся большие потери. Работа медсанбата шла во фронтовом районе, не редкостью были обстрелы и в расположении медицинской службы, во время которых гибли врачи, санитары и медсестры. В 1943 г. Марию Васильевну перевели в 1774 эвакогоспиталь 4 Украинского фронта, где она работала ординатором сначала хирургического, а затем нейрохирургического отделения. Вместе с действующей армией прошла путь от Ленинграда до Польши.
Награждена орденами Красной звезды, Отечественной войны II степени, медалями «За боевые заслуги», «За оборону Ленинграда», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».