Erste internationale Erfahrungen sammelte Marije van Hunenstijn im Jahr 2014, als sie bei den Juniorenweltmeisterschaften in Eugene im 100-Meter-Lauf mit 12,14 s in der ersten Runde ausschied und mit der niederländischen 4-mal-100-Meter-Staffel mit 45,29 s den Finaleinzug verpasste. 2016 kam sie bei den Europameisterschaften in Amsterdam im Staffelbewerb im Vorlauf zum Einsatz und trug damit zum Gewinn der Goldmedaille bei. Im Jahr darauf schied sie bei den U23-Europameisterschaften in Bydgoszcz mit 12,23 s in der Vorrunde aus und 2018 gelangte sie dann bei den Europameisterschaften in Berlin bis ins Halbfinale über 100 Meter, in dem sie mit 11,49 s ausschied, während sie mit der Staffel in 42,15 s die Silbermedaille hinter dem Team aus dem Vereinigten Königreich gewann. 2019 startete sie bei den Weltmeisterschaften in Doha und kam dort mit 11,48 s nicht über die erste Runde über 100 Meter hinaus und auch mit der Staffel verpasste sie mit 43,01 s den Finaleinzug. 2020 wurde sie in 11,28 s Zweite beim Bauhaus-Galan in Stockholm und bei den World Athletics Relays 2021 im polnischen Chorzów verhalf sie der 4-mal-100-Meter-Staffel zum Finaleinzug. Ende Juli startete sie über 100 m bei den Olympischen Sommerspielen in Tokio und schied dort mit Saisonbestleistung von 11,27 s in der Vorrunde aus und gelangte mit der Staffel bis ins Finale, in dem sie das Rennen aber nicht beenden konnte.