Родилась в г. Белогорске Амурской области. По происхождению русская.
Начала свое обучение в Белогорской музыкальной школе (ныне Школа искусств) у педагогов Е. Г. Буркова и Р. Л. Бурковой.
В 1972 году поступила в ЦССМШ при Московской государственной консерватории в класс З. А. Игнатьевой.
С 1973 года по 1984 год обучалась в классе выдающегося пианиста и педагога В. К. Мержанова сначала в школе, а с 1979 года — в МГК имени П. И. Чайковского.
С 1989 года работает в ЦССМШ в качестве концертмейстера и как совместитель в МГК имени Чайковского, одновременно ведя активную концертную деятельность, играя концерты от Московской государственной филармонии. С 1996 года перешла на постоянную работу в Московскую консерваторию, продолжая концертную деятельность.
Удачно сложилась творческая карьера талантливой пианистки: участие в международных фестивалях (Германия, Финляндия, Турция ), многочисленные концерты камерно-инструментальной музыки в сотрудничестве с именитыми российскими и зарубежными музыкантами — Михаилом Уткиным (нар. артист России), Еленой Школьниковой (нар. артистка России), Валерием Горохолинским (лауреат I премии Всесоюзного конкурса), Валерием Поповым (нар. артист России), американским кларнетистом Чарльзом Найдиком, Владимиром Ивановым (нар. артист России), Сергеем Судзиловским (лауреат конкурса им. Чайковского, засл. артист России), Кириллом Родиным (засл. артист России) и т. д.
Зарубежные гастрольные поездки и сотрудничество с молодыми музыкантами из Франции, Англии, Швейцарии, Болгарии, Финляндии, Германии, США. Участие в программах радио и телевидения. Мариной записано множество CD c камерно-инструментальной музыкой, также несколько дисков пианистка записала с сыном, талантливым кларнетистом Алексеем Горохолинским. А результатом сольной деятельности явился сольный диск, в который вошли произведения И. Брамса, С. Рахманинова, А. Скрябина, С. Прокофьева.
Классические произведения в исполнении пианистки можно также услышать в программах классического радио, в том числе на «Радио Орфей».
В 2004 году присвоено звание Заслуженной артистки России.
«Марина Горохолинская является пианисткой большого и редкого дарования. Её концертные выступления всегда отличаются высоким художественным вкусом, а исполнительскому стилю присущи виртуозность и эмоциональность. Марина обладает красивым мягким звуком, владеет тонкой нюансировкой, что позволяет ей глубоко и проникновенно исполнять произведения композиторов различных стилей и эпох»
Виктор Мержанов