Erste internationale Erfahrungen sammelte Maria Kemenceji vermutlich im Jahr 1977, als sie bei den Junioreneuropameisterschaften in Donezk in 13,71 s die Bronzemedaille über 100 m Hürden gewann und im Fünfkampf mit 4059 Punkten den fünften Platz belegte. 1981 gewann sie bei den Halleneuropameisterschaften in Grenoble in 6,80 s die Silbermedaille über 50 m Hürden hinter der Polin Zofia Bielczyk und im selben Jahr gewann sie bei der Sommer-Universiade in Bukarest in 13,13 s die Silbermedaille über 100 m Hürden hinter der US-Amerikanerin Stephanie Hightower. Im Jahr darauf belegte sie bei den Halleneuropameisterschaften in Mailand in 8,64 s den sechsten Platz über 60 m Hürden und im September gelangte sie bei den Freiluft-Europameisterschaften in Athen mit 12,85 s auf den fünften Platz. 1985 beendete sie dann ihre aktive sportliche Karriere im Alter von 26 Jahren.
In den Jahren 1981, 1982 und 1984 wurde Mertschuk sowjetische Meisterin im 100-Meter-Hürdenlauf.