Родилась в Евпатории, по происхождению еврейка. Окончила Феодосийский техникум физкультуры. В 1941 году уехала поступать в Ленинградский институт физической культуры. Пережила блокаду Ленинграда, работала в госпитале, затем в состоянии истощения была эвакуирована в Казахстан. После войны вернулась в Евпаторию и работала детским тренером, а также преподавала в Евпаторийском техникуме физкультуры. Затем тренировалась в Харькове, выступала за харьковский спортивный клуб «Строитель».
В 1948 году стала чемпионкой СССР по спортивной гимнастике в соревнованиях на бревне. В дальнейшем ещё 10 раз становилась чемпионкой СССР, при этом дважды (в 1951 и 1952 годах) — в абсолютном первенстве.
В 1952 году сборная СССР впервые приняла участие в Олимпийских играх. Одновременно впервые в истории Олимпийских игр разыгрывался титул абсолютной чемпионки. Мария Гороховская стала абсолютной чемпионкой Олимпиады, вместе с командой СССР — чемпионкой в командном первенстве, выиграла серебряные медали на всех четырёх снарядах, а также вместе с командой серебряную медаль в командных упражнениях с предметом. Она завоевала золотую медаль практически одновременно с метательницей диска Ниной Ромашковой. Так как эта медаль должна была стать первой в истории СССР на Олимпийских играх, вопрос, кому её присудить, решался на высшем уровне. В результате было решено, что первую золотую медаль СССР завоевала Нина Ромашкова. Мария Гороховская до сих пор остаётся обладательницей наибольшего количества медалей, завоёванных женщиной на одних Олимпийских играх (семь), а также самой старшей из всех абсолютных олимпийских чемпионок на момент выступления (30 лет).
В 1954 году Мария Гороховская выступила на чемпионате мира, завоевав золотую медаль в командном первенстве и бронзовую в вольных упражнениях. После этого она покинула большой спорт.
Работала тренером, с 1977 года в Евпатории. В 1990 году эмигрировала в Израиль, где до своей смерти в 2001 году вместе с Агнеш Келети тренировала детей.
В 1991 году была включена в Международный еврейский спортивный зал славы.