Начинала свой путь на эстраде в ансамбле Дворца культуры Ленсовета. С В 1963 г. записала песню А.Колкера «Качает, качает...» к спектаклю «Иду на грозу», которая принесла певице известность. С 1964 г. она солистка Ленконцерта.
Сценический удача Пахоменко во многом связан с песнями её жена А.Колкера. Но и другие ведущие композиторы доверяли Марии первое устройство своих сочинений. По-новому она исполнила некоторый песни прошлых лет.
С годами певец принесла на эстраду свой вкус исполнения — ей удалось соединить народный качество пения с эстрадным артистизмом. Сложился самостоятельный сценический облик. Пахоменко за поет один «свои» песни, в которых может выразить близкую ей тему — преданность и красоту женщины, благородство, достоинство. Отсюда особая чистота и чистосердечие ее интонаций.
Вся государство — такова песенная география гастролей Пахоменко. Она пела во Франции, Италии, на Кубе, в Югославии, Польше, Германии, Чехословакии, Болгарии, Финляндии.
«Приглашает Мария Пахоменко» — так назывался цикл популярных телепередач на ленинградском ТВ (1982).
В 1968 М.Пахоменко была удостоена «Большого приза» во Франции на конкурсе грамзаписей МИДЕМ, а в 1971 стала первой российской эстрадной певицей, завоевавшей Гран-при на конкурсе «Золотой Орфей».
Её песни звучат в программах радио и ТВ, они записаны на десять дисков-гигантов.
В 1999 г. Марии Леонидовне было присвоено сословие Народной артистки России.
