В семь лет она уже пела в церковном хоре, а в четырнадцать пробовала свои силы в любительских театральных постановках.
В 1908 году поступила в Киевское музыкальное училище в класс профессора М. Алексеевой-Юневич. После окончания училища, в 1912 году дебютировала в роли Наталки в опере Н.В. Лысенко «Наталка Полтавка» в Первом украинском стационарном театре Н.К. Садовского.
Актёрскому мастерству училась у М. Заньковецкой.
Выступала в оперных театрах Петрограда (1914—1916), Винницы (1919—1922), Харькова (1923—1935).
С 1926 года одновременно выступала в спектаклях Украинского народного театра, с 1928 года — Первого передвижного государственного рабочего оперного театра (ГРОТ) в Полтаве, Кривом Роге, Днепропетровске, Сумах, Запорожье, Николаеве, Кременчуге, Харькове.
С 1935 года — в Киевском театре оперы и балета, где она была ведущей солисткой на протяжении восемнадцати лет (1935—1953).
Репертуар певицы включал более 70 оперных партий.
Оперные партии:
Первый украинский стационарный театр Н.К. Садовского:

Наталка в опере «Наталка Полтавка» Н.В. Лысенко;

Панночка в опере «Утопленная» Н.В. Лысенко;

Оксана в опере «Запорожец за Дунаем» С.C. Гулак-Артемовского;

Катерина в опере «Катерина» Н.Н. Аркаса;
Петроградский театр музыкальной драмы:

Лиза в опере «Пиковая дама» П.И. Чайковского;

Оксана в опере «Черевички» П.И. Чайковского;

Татьяна в опере «Евгений Онегин» П.И. Чайковского;

Настасья в опере «Чародейка» П.И. Чайковского;

Купава в опере «Снегурочка» Н.А. Римского-Корсакова;

Аида в опере «Аида» Дж. Верди;

Микаэла в опере «Кармен» Ж. Бизе;

Джульетта в опере «Сказки Гофмана» Ж. Оффенбаха;
Винницкий музыкально-драматический театр:

Эльза в опере «Лоэнгрин» Р. Вагнера;

Елизавета в опере «Тангейзер» Р. Вагнера;

Национальный театр Украины, Харьков;

Галька в опере «Галька» С. Монюшко;

Одарка в опере «Запорожец за Дунаем» С.С. Гулак-Артемовского;

Киевский театр оперы и балета:

Ларина в опере «Евгений Онегин» П.И. Чайковского;

Одарка в опере «Запорожец за Дунаем» С.С. Гулак-Артемовского;

Терпелиха в опере «Наталка Полтавка» Н.В. Лысенко;

Варвара в опере «Богдан Хмельницкий» К.Ф. Данькевича;
Фильмография:

1953 — Запорожец за Дунаем — Одарка.

Мария Литвиненко-Вольгемут, Иван Паторжинский.
Дуэт из оперы «Запорожец за Дунаем»



Мария Литвиненко-Вольгемут считалась одной из лучших исполнительниц вагнеровского репертуара, была первой в СССР исполнительницей роли Турандот в одноимённой опере Дж. Пуччини.
С 1944 года — профессор Киевской консерватории.
Умерла 3 апреля 1966 года в Киеве, похоронена на Байковом кладбище.
В 1967 году в Киеве именем выдающейся певицы названа улица.
Енциклопедiя Сучасної України