Мариана Пенчева окончила Софийскую консерваторию (педагог Александрина Милчева). Победительница многих международных конкурсов (имени М.Виотти в Верчелли, «Голоса Верди» в Буссето, имени Л. Паваротти в Филадельфии), она дебютировала на оперной сцене в 1991 году в Театро Комунале во Флоренции.
С того времени Мариана сделала успешную карьеру, выступая в престижных концертных залах и в знаменитых оперных театрах мира: Ла Скала в Милане, Сан-Карло в Неаполе, Арена ди Верона, Ла Фениче в Венеции, Римской опере, оперных театрах Болоньи, Триеста, Палермо, Турина, Пармы, театре «В. Беллини» в Катании, Национальной академии Санта Чечилия в Риме, театре «Ковент Гарден» в Лондоне, Королевском театре Ла Монне в Брюсселе, Театре Колон в Буэнос-Айресе, Королевском театре Мадрида, Большом театре Лисео в Барселоне, театре Ла Маэстранца в Севилье, Оперном доме Цюриха, Земпер-опере в Дрездене, Оперном доме Лейпцига, Новом Национальном театре и Сантори-холле в Токио, Опере Сан-Диего и др. Она принимает участие в престижных фестивалях: Флорентийский музыкальный май, Оперный фестиваль Россини в Пезаро, Уэсфордский оперный фестиваль, фестиваль в Равенне.
Голос Марианы Пентчевой звучал в таких сочинениях, как «Бал-маскарад», «Сила судьбы», «Трубадур», «Фальстаф», «Дон Карлос» и Реквием Верди, «Сельская честь» Масканьи, «Джоконда» Понкьелли, «Адриана Лекуврер» Чилеа, «Царь Эдип» Стравинского, «Александр Невский» Прокофьева, «Норма» Беллини, «Моисей и Аарон» Шёнберга, «Тангейзер» и «Лоэнгрин» Вагнера.
Она часто сотрудничает с такими известными дирижерами, как Риккардо Шайли, Даниэле Гатти, Антонио Паппано, Филипп Жордан, Владимир Юровский, Густав Кун, Риккардо Мути, Золтан Пешко, Эммануэль Кривин и другими.
Впервые выступив на сцене миланского Ла Скала в 1994 году, Мариана Пенчева стала постоянной гостьей этой прославленной сцены, где пела под управлением Риккардо Мути в операх «Набукко», «Риголетто», «Бал-маскарад», «Сила судьбы» Верди, «Мадам Баттерфляй» Пуччини, «Джоконда» Понкьелли. Она также исполнила партии в таких редко исполняемых операх, как «Пламя» Респиги, «Рыцари Экебу» Дзандонаи, «Сафо» Пачини на Уэксфордском оперном фестивале (записаны на лейбле NAXOS).
В последнее время певица выступала в операх «Бал-маскарад» (Берлин, Лейпциг, Грац), «Царь Эдип» (Лиссабон, Турин, Рим), «Дон Карлос» (Барселона), «Сельская честь» (Берлин, Турин, Палермо), «Адриана Лекуврер» (Лас Пальмас), «Джоконда» (Лондон, Барселона, Ницца), «Риголетто» (Милан), «Мария Стюард» (Рим), «Дон Карлос» (Турин), «Аида» (Мачерата, Сан Диего, Палермо, Триест), «Оберто, граф Сан-Бонифачо» (Буссето, Верона) и в Реквиеме Верди (Верона, Ливерпуль). В сезоне 2009-2010 Мариана Пенчева принимала участие в исполнении опер «Бал-маскарад» в Дюссельдорфе, «Трубадур» в Театре Верди в Триесте и Арена ди Верона, «Риголетто» в Ла Скала и «Фальстаф» в Опере Монте Карло.
Минувший сезон 2010-2011 М. Пенчева открыла партией Ульрики в опере «Бал-маскарад» в Лозанне, затем спела Кассандру («Троянцы» Берлиоза) в Театре Дж. Верди в Катании, Прециозиллу («Сила судьбы») в Пармском театре и Амнерис («Аида») на фестивале Флорентийский музыкальный май.
Предстоящие ангажементы певицы включают исполнение партий Амнерис («Аида») в театре Арена ди Верона и Азучены («Трубадур») в Палермском театре, а также концертные выступления – в оратории Гайдна «Сотворение мира», Симфонии № 1 Скрябина, в симфониях №№ 2, 3 и 8 и цикле «Песни об умерших детях» Малера и в Реквиеме Верди.