В пятницу поздно вечером "Комсомольская правда в Санкт-Петербурге" сообщила о смерти Пахоменко со ссылкой на родственников певицы. Они рассказали изданию, что артистка в последние годы страдала от болезни Альцгеймера. Неделю назад у нее внезапно обострился кашель, но врачи долго не могли поставить диагноз. В результате выяснилось, пишет газета, что у Пахоменко пневмония. Состояние ее быстро ухудшалось, медики ничего не смогли сделать.
Всесоюзную известность Пахоменко принесла песня Колкера "Качает, качает" к спектаклю "Иду на грозу", записанная в 1963 году.
Она записала десять дисков-гигантов и сняла на телевидении шесть музыкальных фильмов, вела телепередачу "Приглашает Мария Пахоменко". Лауреат международного конкурса МИДЕМ (1968, Канны, Франция); Гран-при конкурса "Золотой Орфей" (1971, Бургас, Болгария).