W 1965 uzyskała stopień naukowy doktora na podstawie dysertacji „Kształtowanie się systemu językowego dziecka”. W 1971 została doktorem habilitowanym w oparciu o pracę naukową „Rozbicie systemu językowego w afazji”. Dysertacja ta otrzymała nagrodę Ministra Nauki, Szkolnictwa Wyższego i Techniki. W 1990 Maria Zarębina otrzymała tytuł profesora nauk humanistycznych. Do zainteresowań krakowskiej językoznawczyni należały językoznawstwo ogólne, psycholingwistyka, logopedia, językoznawstwo statystyczne. Angażowała się także w przekładanie literatury pięknej z języka szwedzkiego. Przetłumaczyła między innymi Legendy Chrystusowe Selmy Lagerlöf. W swojej działalności naukowej Maria Zarębina odbywała staże zagraniczne: w Bułgarii, Jugosławii, Macedonii, Niemczech. W latach 1981–1992 pełniła funkcję kierownika Zakładu Języka Polskiego w Wyższej Szkole Pedagogicznej w Krakowie. Zarządzała także Podyplomowym Studium Logopedycznym.