Призванная в действующую армию Ерманским районным военным комиссариатом города Сталинграда в январе 1942 года, Мария Ивановна принимала участие в боевых операциях на Сталинградском, Юго-Западном и 2-м Украинском фронтах. За время работы командиром приёмно-сортировочного взвода она организовала квалифицированную врачебную помощь для 4000 раненых. Кроме того, активно работала в хирургическом взводе как врач-хирург.
С мая 1943 года она служила врачом 420-го отдельного батальона связи 33-го стрелкового корпуса. В июле 1943 года была ранена в районе села Банновское. Во время эпидемии малярии в 1943-1944 годах организовала лечение среди войск, обеспечив правильное хранение и экономный расход медикаментов, что способствовало бесперебойному лечению и быстрому возвращению больных в строй.