Грянувшая вскоре Великая Отечественная война застала Марию в Днепропетровске. Девушка уже в июле 1941 года начала службу в составе 296-го истребительного полка – лётчиком связи. В 1942 году окончила Энгельскую военную авиационную школу, освоив пилотирование тяжёлого бомбардировщика. Маша стала совершать боевые вылеты на пикирующем бомбардировщике Пе-2.