Родилась 6 ноября 1902 года в селе Покровское Днепропетровской области.
Трудовую деятельность начала в 1925 году после окончания Херсонской медицинской школы, работала медицинской сестрой.
В 1937 году Мария Илларионовна окончила Одесский медицинский институт и была направлена хирургом в городскую больницу №1 (ныне областная больница) г. Херсона.
Она смогла совершенствоваться и получить большой опыт в диагностике оперативной хирургии, работать вместе с Петром Ивановичем Юрженко, известным херсонским хирургом.
Великая Отечественная война застала Марию Илларионовну на дежурстве в хирургическом отделении областной больницы, а уже утром 23 июня 1941 года она была мобилизована и направлена начальником нейрохирургического отделения эвакогоспиталя.
После демобилизации в 1946 году Титенко М.И. вернулась в г. Херсон, работала хирургом в областной больнице. В 1955 году переведена заведующей хирургическим отделением городской больницы № 2 (ныне больница Комсомольского района), а с 1974 года работала хирургом этого отделения. Титенко Мария Илларионовна дважды избиралась трудящимися Херсонщины депутатом Верховного Совета СССР, а с 1948 по 1966 года горожане избирали ее депутатом Херсонского городского совета депутатов трудящихся.
Высоко оценило государство труд Марии Илларионовны. Она награждена орденами Ленина, Трудового Красного Знамени, «Знак Почета», «Отечественной войны II степени», медалями «За боевые заслуги», «За оборону Сталинграда».
Умерла Титенко М.И. в 1992 году.
Звание “Почетный гражданин города Херсона” присвоено решением VI сессии Херсонского городского совета депутатов трудящихся XI созыв №59 от 27 марта 1968 года за активное участие в борьбе против фашистских захватчиков в годы Великой Отечественной войны, большую и многолетнюю самоотверженную работу, активную общественную жизнь.
