Maktabdan keyin Marina Kiyevdagi xalqaro munosabatlar institutiga o'qishga kirdi va 2008 yilda muvaffaqiyatli tugatdi.
Kino debyuti 2002 yilda bo'ldi, u Yury Il'enkoning "Molitva za getman Mazepa" deb nomlangan skandal filmida rol o'ynadi. Berlin kinofestivalida film "milliy nfratni qo'zg'atuvchi" deb topildi. Rossiya Madaniyat vazirligi "Molitva za getman Mazepa" filmining Rossiya Federatsiyasi hududida namoyish etilishini tasdiqlamadi.
2007 yilda Marina Petrenko Dmitriy Brusnikin va Roman Kozak kursiga MHAT maktab-studiosiga o'qishga kirdi. Tez orada "Mossovet" teatrida sahna rollarini o'ynay boshladi.
2006 yilda u "Qaytib kelgan Muxtar 3" serialining bir epizodida rol o'ynadi. O'sha yili "Besh daqiqa metrosigacha" ko'p qismli teleserialida va Gosh Kuetsenkoning Viktor Shamirovning "Dikarlar" spektaklida ishtirok etdi. 2007 yilda Marina Petrenko "Tatyana kuni" sabuni operasida suratga tushdi. O'sha yilda Aleksandr Kirienkoning "O'z farzandlari" teleseriali va Sergey Sotnichenkoning "Molchun" melodramasi ekranga chiqdi, unda yosh aktrisa ishtirok etdi.
2009 yil Marina karerasida o'zgarish bo'ldi. U Pavel Saneyevning "O'yinda" ambitsion jangovar filmida asosiy ayol rolini (Rita) o'ynadi. Film 2009 yil 26 noyabrda ekranga chiqdi va 2010 yil 15 aprelda uning davomi "O'yinda 2. Yangi daraja" chiqdi, unda aktrisa Rita obraziga qaytib keldi.
2010 yilda Marina Petrenko Vladimir Shevelkovning "Ayollar orzulari uzoq mamlakatlar haqida" jinoyat serialida Gali rolini o'ynadi. O'sha yilda Vasiliy Dombrovskiyning "Dunyo yuragi" filmida ishtirok etdi. 2011 yilda yosh aktrisaning filmografiyasi bir vaqtning o'zida beshta televizion serialda ishlar bilan to'ldirildi. U Vyacheslav Nikiforov va Aleksandr Xvanning "Baxt guruhi" detektivida, Alena Semenovaning "Faqat sen" jinoyat melodramasida, Marat Kim va Egor Anashkinning "Kamenka 6" detektivida, Nikolay Dostalning "Raskol" tarixiy filmida va "Yopiq maktab" mistik trillerida suratga tushdi.
