Отец — Вилинский Александр Алексеевич, офицер, мать — Прасковья Петровна (урожд. Данилова), помещица. Троюродная сестра литературного критика Д. И. Писарева. Была знакома с Т. Шевченко, П. А. Кулишом, Н. И. Костомаровым, И. С. Тургеневым, А. И. Герценом, Н. А. Добролюбовым, Н. С. Лесковым и другими русскими и украинскими писателями, публицистами, учёными.
Писала на украинском, русском, французском языках. Первый сборник рассказов вышел на украинском языке в 1857. В своих произведениях осуждала крепостное право. Описывала историческое прошлое Украины. Вместе со своим мужем А. В. Марковичем занималась сбором и исследованием этнографических материалов на Украине.
Вела отдел иностранной литературы в журнале «Отечественные записки» (1868—1870).
Переводила с польского (Болеслав Прус), французского (Виктор Гюго, Жюль Верн) и других языков.
Младший брат Марко Вовчок — Дмитрий Александрович Вилинский (1840 — после 1911), также был известным писателем, опубликовал охотничьи рассказы и поэзию.
1867—1868 — дом И. Ф. Лопатина — Невский проспект, 68.