В 1995—1997 училась, а затем закончила французский университетский колледж по специальности «Социология».
В мае 1996 начала работу в Фонде эффективной политики. Занимала должность директора ООО «Фонд эффективной политики» по новым проектам. Основным направлением деятельности Литвинович стал Интернет. В 1997 вместе с Дмитрием Ивановым и Глебом Павловским создавала «Русский Журнал».
В 1998 окончила философский факультет Московского государственного университета им. Ломоносова по специальности «Философия и методология науки». Возглавила разработку официального и личного сайтов первого вице-премьера Правительства РФ Бориса Немцова. После завершения работы сайт стал первым в России политсервером. Участвовала в избирательной кампании по выборам премьер-министра Израиля. Был создан сервер израильского общественного объединения репатриантов из стран СССР-СНГ «Мы — за Барака!». Эхуд Барак, на которого работала Литвинович, победил на выборах.
В 1999 участвовала в создании сайтов Сергея Кириенко Интернет-Парламента, сайтов «Выборы-1999» и «ВВП.ру», «Выборы-2000», «Примаков. Nu», двойника официального сайта Юрия Лужкова, сайта Владимира Путина как кандидата в президенты РФ, ряда политических спецпроектов в период выборов 1999—2000. Принимала участие в избирательной кампании кандидата в мэры Москвы Сергея Кириенко. Преподавала в Высшей школе экономики. Читала лекции по интернет-бизнесу для студентов 2—4 курсов.
В 1999—2000 училась в аспирантуре МГУ по специальности «Политолог», однако не закончила обучение.
В 2000 Марина Литвинович заняла второе место в номинации Человек года на сетевом конкурсе проводимом под эгидой Интернет-академии — РОТОР 2000 (первое место занял Максим Кононенко).
Участвовала в разработке концепции проектов «Газета.ру», «СМИ.ру», «Вести.ру», «Украина.ру», «Иносми.ру», а также ряда предвыборных проектов на выборах Верховной Рады на Украине. Основатель «Российского медиа-центра» в Киеве.
С 2000 по 2002 — генеральный директор и шеф-редактор сетевого информационного проекта «Страна.ру».
В 2001—2002 принимала участие в избирательной кампании по выборам в Верховную раду Украины.
В 2001 вошла в состав жюри конкурса на лучшую концепцию и дизайн официального сайта президента РФ.
Летом 2002 заместитель руководителя администрации президента Владислав Сурков пригласил Литвинович на работу в администрацию, однако её кандидатуру отклонил другой заместитель руководителя администрации президента — Виктор Иванов. В декабре 2002 Марина Литвинович покидает ФЭП по собственному желанию.
С января 2003 работает в федеральном штабе партии «Союз правых сил» во время выборной кампании в Государственную думу. Литвинович занимает должность заместителя руководителя избирательного штаба. Но уже в сентябре 2003 Марина Литвинович покидает СПС из-за разногласий с Анатолием Чубайсом, который был сторонником ведения информационной войны против партии «Яблоко».
В сентябре-октябре 2003 работала политическим советником Михаила Ходорковского, вместе с которым совершила поездки по 8 регионам России. Литвинович работала с Михаилом Ходорковским вплоть до дня его ареста 25 октября 2003 года. Осенью-зимой 2003 года Марина Литвинович работала директором проектов в фонде «Открытая Россия», учрежденном совладельцами «ЮКОС» Михаилом Ходорковским и Леонидом Невзлиным.
В январе 2004 года возглавила избирательный штаб кандидата на пост президента России Ирины Хакамады. После окончания избирательной кампании Литвинович вошла в оргкомитет партии «Свободная Россия», которую создавала Ирина Хакамада. В феврале заняла 7 место в Топ-10 политтехнологов России по версии газеты «Известия». Летом Литвинович стала одним из координаторов «Комитета-2008: Свободный выбор».
С февраля 2005 политический советник Гарри Каспарова, член Федерального совета (Объединенного гражданского фронта). Первое политическое выступление Литвинович состоялось на митинге в защиту прав жителей города в июле в городе Находка. В июле 2005 года создала сайт «Правда Беслана» для того, чтобы собрать весь фактический материал, связанный с трагедией в Беслане 1—3 сентября 2004. Начала вести кампанию в поддержку пострадавших в Беслане. Выступила организатором нескольких митингов по бесланской теме. Становится директором Фонда помощи жертвам террора. В ноябре 2005 возглавила предвыборный штаб популярного сатирика, телеведущего Виктора Шендеровича, баллотировавшегося на дополнительных выборах в Госдуму РФ по 201 Университетскому округу Москвы. 4 декабря 2005 Виктор Шендерович проиграл кандидату от «Единой России» кинорежиссёру Станиславу Говорухину (39 и 17 %, соответственно). С конца 2005 фактически прекратила быть политтехнологом и начала заниматься правозащитной и политической деятельностью.
В 2006 Литвинович заняла 4 место в рейтинге Топ-50 молодых политиков по версии газеты «Re:Акция».
28 января 2006 инициировала и провела «собрание неравнодушных граждан» возле Министерства обороны РФ по поводу ситуации с солдатом Андреем Сычёвым, за что была подвергнута административному наказанию — штрафу. 23 февраля того же года на том же месте провела согласованный митинг в поддержку Сычёва.
20 марта 2006 вечером недалеко от офиса ОГФ на Марину Литвинович напали. Били исключительно по голове, она сразу потеряла сознание. «Скорая помощь» отвезла её в НИИ им. Склифосовского. Врачи констатировали наличие большого количества ссадин и кровоподтёков, а также поставили диагноз — подозрение на сотрясение мозга. Было заведено уголовное дело. В качестве наиболее вероятной причины нападения Литвинович называет деятельность, связанную с расследованием теракта в Беслане.
С весны 2006 года занимается расследованием случаев массового отравления чеченских и ингушских детей неизвестным веществом.
В 2006—2008 годах в составе коалиции «Другая Россия» Марина Литвинович принимает активное участие в организации и проведении «Маршей несогласных».
В 2007 Марина Литвинович представляла Россию в жюри конкурса «Best of the Blogs-2006», организованного «Немецкой волной», итоги конкурса подводили в Берлине. Литвинович вошла в список Топ-20 лучших политтехнологов России по версии «Общей газеты.ру». В списке она заняла 15 место.
В декабре 2008 года Марина Литвинович назначена на пост исполнительного директора Объединённого гражданского фронта (ОГФ), заменив на этой должности Дениса Билунова.
23 октября 2009 года Литвинович была снята с должности исполнительного директора ОГФ. За снятие Литвинович с должности проголосовали большинство членов бюро федерального совета ОГФ. Два человека высказались против её отставки, ещё один человек воздержался. Поводом для снятия с должности стала опубликованная 20 октября 2009 года статья, в которой Литвинович призвала оппозицию «не застревать в конфронтационной риторике и маргинальщине». Лидер ОГФ Гарри Каспаров назвал эту статью «попыткой заставить оппозицию сотрудничать с Медведевым».
Является директором Фонда помощи жертвам террора.
Воспитывает трех сыновей.
В 2001 г. у Марины Литвинович и дизайнера Артемия Лебедева родился сын Савва Лебедев.
Третий ребенок родился в 21 марта 2012.