Elle se classe septième du 100 m lors des Championnats d'Europe espoirs 2009 avant d'être éliminée en demi-finale du 60 mètres plat lors des Championnats du monde en salle disputés en début de saison 2010 à Doha. Sélectionnée pour les Championnats d'Europe 2010 de Barcelone, l'Ukrainienne prend la cinquième place de la finale du 100 mètres en 11 s 31 après avoir améliorée son record personnel en séries avec le temps de 11 s 25. Alignée également dans l'épreuve du relais 4 × 100 mètres, Mariya Ryemyen s'adjuge le titre européen ( relayeuse) aux côtés de Olesya Povkh, Nataliya Pohrebnyak et Elizaveta Bryzhina. L'équipe d'Ukraine établit la meilleure performance mondiale de l'année en 42 s 29 et devance finalement de seize centièmes de seconde l'équipe de France.