Родилась 12 марта 1914 года в селе Староселье (ныне Городищенский район Черкасской области) в семье кузнеца. Закончила семилетку и пошла в колхозную бригаду. Впоследствии стала звеньевой.
В 1935 году вступила в соревнование с звеньевой М. С. Демченко и достигла урожая 600 ц/га сахарной свеклы.
В 1937 году М. Гнатенко — студентка института пищевой промышленности им. А. И. Микояна.
В годы Великой Отечественной войны работала медсестрой и комиссаром госпиталя.
С 1947 года — научный сотрудник Всесоюзного научно-исследовательского института сахарной свеклы. Одновременно завершала заочное обучение в вузах.
В 1951 году окончила Украинскую сельскохозяйственную академию. Кандидат сельскохозяйственных наук 1955 года.Делегат XVII—XX съездов Компартии Украины, на XVII—XIX съездах КП Украины избиралась членом ЦК Компартии Украины. Депутат Верховного Совета СССР 2-го созыва. Депутат Верховного Совета УССР 1-го созыва.