Erste internationale Erfahrungen sammelte María Lucelly Murillo 2009 bei den Juniorensüdamerikameisterschaften in São Paulo, bei denen sie im Speerwurf mit einer Weite von 50,08 m die Goldmedaille gewann und im Kugelstoßen mit 12,33 m auf den vierten Platz gelangte. Anschließend siegte sie im Speerwurf bei den Panamerikanischen Juniorenmeisterschaften in Port of Spain mit 51,76 m. Im Jahr darauf siegte sie bei den U23-Südamerikameisterschaften in Medellín, die zugleich auch die Südamerikaspiele darstellten mit einem Wurf auf 56,08 m. Daraufhin wurde sie bei den Juniorenweltmeisterschaften in Moncton mit 54,44 m Vierte und gewann bei den Zentralamerika- und Karibikspielen (CAC) in Mayagüez mit 51,29 m die Bronzemedaille hinter der Jamaikanerin Kateema Riettie und Fresa Nuñez aus der Dominikanischen Republik. 2011 feierte sie mit dem Gewinn der Goldmedaille bei den Südamerikameisterschaften in Buenos Aires mit einer Weite von 55,85 m ihren bisher größten Erfolg und erhielt damit auch einen Startplatz für die Weltmeisterschaften in Daegu, bei denen sie mit 52,83 m in der Qualifikation ausschied. 2013 erreichte sie bei den Südamerikameisterschaften in Cartagena mit einer Wite von 54,61 m Rang fünf und gewann bei den Juegos Bolivarianos in Trujillo mit 55,98 m die Silbermedaille hinter ihrer Landsfrau Flor Ruíz. 2014 nahm sie erneut an den Südamerikaspielen in Santiago de Chile teil und wurde dort mit 55,76 m Vierte, ehe sie sich bei den Zentralamerika- und Karibikspielen in Xalapa mit 53,06 m mit Rang fünf begnügen musste.