Родилась в Петербурге, в семье рабочих. В 1927 году окончила среднюю школу и в этом же году стала студенткой керамического факультета в Ленинградском художественно-промышленном техникуме. В процессе обучения была практиканткой на Волховском фарфоро-фаянсовом заводе «Коминтерн» и на Ленинградском фарфоровом заводе.

По окончанию техникума Марию Лильбок по распределению направили на Ленинградский фарфоровый завод, на котором она работала до 1939 года. В это время художница создает серию необычных и интересных рисунков для росписи фарфора. В эту серию вошли также композиции производственной тематики: блюдо «Индустрия», чайный сервиз «Индустриальный», блюдо «СССР на стройке», чайник «Старый и новый быт». Параллельно Мария Лильбок выполняла декоративные заказы на экспорт: занималась росписью сервизов «Тет-а-Тет», детских сервизов, ваза.

Довольно длительное время, 11 лет, художница живет и работает в Эстонском Таллинне и возвращается в Ленинград в 1956 году. Мария Лильбок возвращается не только в родной город, но и на ЛФЗ, где занимается творчеством до самого выхода на пенсию в 1965 году. К работам этого периода относятся многочисленные кубки с видами Ленинграда. Свои работы художница подписывала: «М. Лильбок».