Окончила с отличием Йельский университет (бакалавр биологии summa cum laude, 1975). Степень доктора философии по экологии и эволюционной биологии получила в Корнеллском университете в 1980 году.
С того же года работает на кафедре энтомологии Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, которой заведует с 1992 года, именная заведующая кафедрой с 1996 года, профессор.Член совета директоров AAAS.Возглавляла комитеты Национального исследовательского совета США: в 2000 году — Комитет по будущему пестицидов в сельском хозяйстве США (Committee on the Future of Pesticides in U.S. Agriculture) и в 2007 году — Комитет по статусу опылителей в Северной Америке (Committee on the Status of Pollinators in North America).Главный редактор журнала Annual Review of Entomology.Основательница Insect Fear Film Festival[en].М. Беренбаум стала прототипом энтомолога Бамби Беренбаум в сериале «Секретные материалы» .Член НАН США (1994) и Американской академии искусств и наук (1996).Фелло Экологического общества Америки[en] и Американской ассоциации содействия развитию науки.Беренбаум известна своим вкладом в химическую экологию, особенно в выяснение химического взаимодействия между насекомыми-фитофагами и их растениями-хозяевами, включая детоксикацию натуральных и синтетических химикатов.
Она также занималась систематикой и эволюционной биологией бабочек (Lepidoptera), фотобиологией (фуранокумаринами, алкалоидами), и изучением вопросов практического применения экологических и эволюционных принципов для разработки устойчивых методов управления природными и управляемыми экосистемами. Являясь руководителем Комитета по статусу опылителей в Северной Америке (Committee on the Status of Pollinators in North America), она давала показания перед Конгрессом США по вопросам, связанным со здоровьем медоносных пчел и снижения их роли в опылении.