Заслуженная артистка Российской Федерации.

Родилась в Москве. В 1992 году с отличием окончила дирижёрско-хоровой факультет РАМ имени Гнесиных.

В 1994 году была приглашена на работу в Московский музыкальный театр «Геликон-опера» на должность артистки хора, позднее по совместительству работала концертмейстером оперной труппы. В 1998 года после успешного дебюта в партии Аиды в одноимённой опере Верди стала солисткой театра «Геликон-опера».

В настоящее время в репертуаре — более тридцати оперных партий, различных по масштабу, стилистике, жанрам, в том числе: графиня Альмавива («Свадьба Фигаро» Моцарта), Первая дама («Волшебная флейта» Моцарта), Рита и Норма в одноимённых операх Доницетти и Беллини, Аида («Аида» Верди), Леди Макбет («Макбет» Верди), Алиса Форд («Фальстаф» Верди), Изабелла («Запрет на любовь» Вагнера), Турандот («Турандот» Пуччини), Параша («Мавр» Стравинского), Пятнадцатилетняя («Лулу» Берга), Фата Моргана («Любовь к трём апельсинам» Прокофьева).

С Мариной Карпеченко работали выдающиеся дирижёры, в том числе Геннадий Рождественский, Александр Ведерников, Владимир Федосеев, Энрике Маццола, Теодор Курентзис, Владимир Понькин.

Певица ведёт насыщенную концертную деятельность, выступает на престижных московских сценических площадках — в Большом, Малом, Рахманиновском залах консерватории, в Концертном зале имени П. И. Чайковского, в Московском международном Доме музыки, Музее-квартире С. Рихтера. В репертуаре — сольные партии в кантатно-ораториальных произведениях (Реквием Моцарта, поэма «Колокола» Рахманинова), вокальные циклы, камерные вокальные сочинения, романсы, арии и сцены из опер отечественных и зарубежных авторов.

Важным событием творческой биографии стали записи на CD-диски 15 мотетов П. Хиндемита и избранных вокальных произведений Г. Малера в оркестровке, сделанной для певицы композитором Б. Тищенко.

Награждена Почётной грамотой Комитета по культуре города Москвы, а в 2006 году за заслуги в области музыкального искусства присвоено почётное звание «Заслуженная артистка Российской Федерации». 

С 2011 года занимается педагогической деятельностью: преподавала в должности старшего преподавателя кафедры вокала и хорового дирижирования в Московском государственном педагогическом университете. С 2018 года является доцентом кафедры академического пения Московского государственного института культуры.