Początki działalności naukowej i społecznej Początkowo Stephenson zamierzała studiować medycynę, ale musiała zmienić plany ze względu na brak funduszy. Została nauczycielką nauki gospodarstwa domowego, najpierw w Gloucester County Training College, a następnie w londyńskim King's College of Household Science. Pozycję w laboratorium naukowym w University College London zaoferował jej biochemik Robert Plimmer. Stephenson zajmowała się tam metabolizmem tłuszczów.
Po wybuchu Pierwszej Wojny Światowej Stephenson dołączyła do brytyjskiego Czerwonego Krzyża. Prowadziła kuchnie szpitalne we Francji, a następnie kierowała działalnością kuchni Czerwonego Krzyża w Salonikach. W grudniu 1918 roku otrzymała Order Imperium Brytyjskiego piątej klasy. W wyniku swoich doświadczeń podczas wojny, Stephenson zaangażowała się w ruch pacyfistyczny.
Działalność naukowa Gdy Marjory Stephenson powróciła do pracy naukowej po zakończeniu wojny, znalazła zatrudnienie w laboratorium Fredericka Hopkinsa w Cambridge, gdzie wkrótce zaczęła całkowicie samodzielne badania naukowe. Początkowo badała witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, a następnie zajęła się metabolizmem bakterii. Opracowała nowe metody ekstrakcji enzymów z bakterii.