Спортивный талант Мариты проявился, ещё когда она училась в школе, и уже там её заметил тренер Вольфганг Мейер. В 15 лет она показывает результат на 400 метров 60.3 сек.
Закончив школу, Марита переезжает в Росток и становится студенткой местного университета. За ней последовал Мейер, уверенный в её спортивном таланте. Вскоре они стали мужем и женой. В Ростоке Марита начинает показывать результаты международного класса. Первый мировой рекорд (закрытые стадионы) был показан в 1977 году. Первый мировой рекорд на открытом воздухе Марита установила в 1978 году (400 метров 49.19), побив достижение Ирены Шевиньской (Польша).
По своим результатам Марита могла участвовать на Олимпийских играх 1976 года, но из-за травмы была вынуждена их пропустить. Успех пришёл к ней на Играх в Москве в 1980 году, где она завоевала «золото» на своей коронной дистанции 400 метров и серебро в эстафете 4 x 400 метров в составе команды ГДР. Олимпийские игры 1984 года ей пришлось пропустить из-за бойкота.
Кох стала первой женщиной, которая разменяла 22 секунды в беге на 200 метров и этот мировой рекорд держался 9 лет (1979 21.71 сек). По сей день показанный ей результат остаётся европейским рекордом. Наиболее известное достижение Мариты — мировой рекорд на дистанции 400 метров 47.60 сек, на открытых стадионах, который принадлежит ей с 1985 года.
Марита готовилась выступить и на Олимпийских играх 1988 года, но была вынуждена отказаться от участия из-за старых травм и покинула большой спорт.
В настоящее время Марита Кох проживает в Ростоке и содержит магазин спортивных товаров.
Как и многие другие атлеты бывшей ГДР, Марита попала под подозрение в употреблении допинга. Более 20 лет никто из современных спортсменок не может даже отдалённо приблизиться к её результатам.
В 1991 году усилиями активистов антидопингового движения Бригиты Берендонк и Вернера Франке, были обнародованы данные о массовой фальсификации при подготовке спортсменов ГДР. В частности было признано, что Марита Кох принимала дозы анаболического стероида Орал-туринабола с целью повышения результатов. Сама Марита отказывается комментировать это расследование, сообщая, например, что в 1983 году, во время чемпионата мира по лёгкой атлетике, она неоднократно успешно проходила допинг-тесты.