В 1954-1955 гг. работала инженером-технологом в аппарате Урало-Каспийского треста, в 1955-1958 гг. – главным инженером Гурьевского рыбоконсервного комбината. С 1 октября 1955 г. была зачислена в аспирантуру ВНИРО. Кандидатская диссертация была защищена ею в 1963 г.
В 1958 г. Мария Степановна была направлена в БалтНИРО (г. Калининград), где работала младшим, затем - старшим научным сотрудником, а с 1963 г. по 1989 г. – заместителем директора АтлантНИРО по научной работе. Для качественной подготовки смены она оставалась на работе в АтлантНИРО еще два года в должности старшего научного сотрудника отдела стандартизации.
М.С. Биденко было поручено возглавить исследования по технологии и организации производства консервов «Шпроты в масле» из кильки на Калининградских предприятиях. Сложность задачи заключалась в необходимости использовать мороженую кильку, в то время как на заводах Прибалтики эти консервы готовили из свежей кильки. Эта сложная задача была успешно решена.
С 1963 г. Мария Степановна возглавила весь комплекс технологических исследований АтлантНИРО. Флот осваивал новые районы, необходимо было разрабатывать и передавать промысловикам новые технологии для новых объектов лова. Так появились исследования по технологии изготовления пищевого рыбного фарша и многочисленных формованных продуктов на его основе, исследования по технологии нетрадиционного массового объекта – антарктического криля.
Отвечая на запросы промышленности, а чаще всего, предваряя их, Мария Степановна создала 7 специализированных технологических лабораторий, стратегию исследований которых она и определяла. В результате были проведены перспективные и крупномасштабные исследования. В короткие сроки четыре лаборатории – теплового консервирования, посола и копчения, технологии белковых продуктов и физико-химических исследований выросли до уровня ведущих отраслевых, а сотрудники их возглавляющие стали ведущими специалистами отрасли.
С участием М.С. Биденко были разработаны уникальные технологические процессы переработки рыб и нерыбных объектов лова и была заложена прочная база дальнейшего развития технологической науки.
Кадровая политика, проводившаяся М.С. Биденко, позволила учёным-технологам за 25 лет подготовить и защитить 4 докторские и 21 кандидатскую диссертации! Такого роста квалификации специалистов, как в АтлантНИРО, не было ни в одном НИИ отрасли. Марина Степановна во многом способствовала выходу исследований института на международный уровень, являясь неизменным представителем Минрыбхоза на регулярных конференциях научных организаций стран СЭВ.
М.С. Биденко за время работы в институте подготовила более 150 научных публикаций и получила свыше десятка авторских свидетельств.
Мария Степановна за участие в боях была награждена Орденом Красной Звезды, медалями «За взятие Будапешта» и «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.». Позже ей были вручены медали «20, 30, 40, 50 и 60 лет Победы над Германией», а также медали «60 и 70 лет Вооруженных сил СССР», «Памяти маршала Г.К. Жукова» и «Орден Отечественной войны II степени». За работу в АтлантНИРО М.С. Биденко была награждена орденом «Трудового Красного знамени» и медалями «За доблестный труд в ознаменование 100-летия со дня рождения В.И. Ленина» и «300 лет Российскому флоту».