Марина Лаврентьевна Попович родилась в Смоленской области. После окончания школы, следуя мечте и преодолевая бюрократические препятствия, она поступила в Новосибирский авиационный техникум, а затем устроилась инженером-конструктором на Завод имени Коминтерна. В 1958 году она завершила обучение в летно-технической школе ДОСААФ и стала летчиком-инструктором в Центральном аэроклубе имени В.П. Чкалова. Принимала участие в отборе женщин-кандидатов в космонавты, но в отряд не попала. В 1963 году Попович поступила на службу в ВВС СССР и позже окончила Ленинградскую академию гражданской авиации.

В 1964 года Марина Попович стала единственной в стране летчицей-испытателем 1-го класса. Она первой из советских женщин преодолела звуковой барьер, пилотируя истребитель МиГ-21. В последующие годы Попович установила 102 мировых рекорда на самолетах разных типов. ТАСС отмечало: «рекорды стали „обычной работой“ лётчицы». За время карьеры она налетала 5600 часов, освоила более 40 типов самолётов и вертолётов, испытывала авиационную технику в ГК НИИ ВВС имени В. П. Чкалова и КБ О. К. Антонова.

Марина Лаврентьевна Попович являлась членом Коммунистической партии Российской Федерации, Союза Советских офицеров и участницей женского союза «Надежда России». «Сейчас быть в КПРФ — это как в партизанском отряде. Моя цель — отстоять отечественную авиацию. Эти же цели у коммунистов. Нынешнее время — бесплодно, его символ — уничтоженный «Буран», - заявила она в интервью «Советской России».

Выдающегося советского летчика-испытателя и общественного деятеля не стало 30 ноября 2017 года.