Hon hade fått stor dricks som den politiker som skulle ta över från den tidigare biträdande förste ministern, som delvis gick i pension på grund av sjukdom.
Den 40-åriga länet Tyrone kvinnan är den nuvarande hälsoministern som tidigare har varit jordbruksminister.
Hon gav McGuinness en varm hyllning och sade att hon "följde i en politisk jättes fotspår".
Hon sa att "ingen kan ersätta Martin" men sa att hon skulle fortsätta det arbete han påbörjade.
Maureen O'Neill har bara fem veckor på sig att förbereda ett val efter att Stormonts koalition för maktdelning föll samman över en skandal med ett dåligt energisystem.
Nedfallet från skandalen med förnybara värmeincentriska medel, som ligger omkring 490 miljoner pund över budgeten, ledde till att McGuinness slutade efter att DUP-ledaren Arlene Foster vägrade att ställa sig vid sidan av som första bagatell medan en undersökning genomfördes.
Eftersom de har ett gemensamt kontor gjorde hans avgång automatiskt att Foster blev av med sitt arbete och föranledde till valet den 2 mars.
O'Neill beskrev sin nya roll som "mitt livs största ära och privilegium".
"Jag har aldrig varit rädd för utmaningar och jag har aldrig varit rädd för att agera", tillade hon.
Hon hänvisade till sin första akt som hälsominister förra året, när hon avslutade Nordirlands allmänna förbud mot homosexuella män som donerar blod.
McGuinness sade att han var "överlycklig" vid hennes utnämning, vilket han sade var en del av en "generationsförändring" inom hans parti.
Han sade att hon som hälsominister redan hade tagit på sig en av Stormonts tuffaste portföljer och tillade att Sinn Féin inte utsåg folk till sådana ministerposter om de inte hade "allroundförmågan att hantera mycket svåra situationer".
Det har varit en enorm uppgift för fru O'Neill sedan hon utsågs till hälsominister i maj förra året.
I oktober lanserade hon en 10-årig plan för att omvandla hälso- och sjukvården, säger att det skulle förbättra ett system som var på "brytande punkt".
Oppositionspolitikerna ifrågasatte bristen på detaljer i planen, som inte kostade.
Men det satte ut en rad prioriteringar, inklusive en ny modell för vård som involverar ett team av professionella baserade runt GP operationer.
Maureen O'Neill valdes för första gången till plenarförsamlingen i mitten av Ulster 2007 och har innehaft olika högre befattningar inom Sinn Féin.
Hon har arbetat för partiet sedan 1998, till en början som politisk rådgivare åt MP och tidigare MLA Francie Molloy, innan hon valdes till Dungannon och South Tyrone Borough Council 2005.
År 2011 utsågs hon till minister för jordbruk och landsbygdsutveckling.
Följande år meddelade hon att departementet skulle flytta till en före detta brittisk armébarack i Ballykelly, County Londonderry.
Efter tillkännagivandet kom det fram att Strabane hade valts som en lämpligare plats genom en intern DARD-bedömning, ett beslut som Maureen O'Neill sedan förkastade.
I februari 2013 avslöjades också att beslutet hade ifrågasatts av dåvarande finansminister Sammy Wilson.
Sinn Féin har meddelat att Michelle O'Neill ska ersätta Martin McGuinness som sin ledare norr om gränsen.