В 1947 г. Светлана Сергеевна окончила Первый Московский медицинский институт по специальности «лечебное дело».
Трудовой путь С. С. Маренникова начала в Институте вирусологии им. Д. И. Ивановского. Затем работала в Государственном институте стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов им. Л. А. Тарасевича, Московском НИИ вакцин и сывороток им. И. И. Мечникова, Московском НИИ вирусных препаратов.
Светлана Сергеевна внесла большой вклад в развитие отечественной вирусологии, однако основное направление ее научной деятельности было связано с изучением вирусов оспы. Под ее руководством и при непосредственном участии разработаны и внедрены в практику эффективные методы диагностики, средства специфической и неспецифической профилактики.
С. С. Маренникова на протяжении 22 лет принимала активное участие в реализации Программы глобальной ликвидации оспы, являясь экспертом ВОЗ. Результатом ее работы стала разработка документов, дававших научное обоснование стратегии и тактики ликвидации оспы, методов и требований к применявшимся препаратам. Светлана Сергеевна была членом ряда Международных комиссий по сертификации территорий, ликвидировавших оспу.
С 1985 г. С. С. Маренникова занималась изучением нового патогена — вируса иммунодефицита человека. При ее участии были разработаны и внедрены в практику отечественные диагностические тест-системы, выделены и изучены многочисленные штаммы ВИЧ из различных регионов страны.
Результаты научной деятельности С. С. Маренниковой отражены в трех монографиях, более 300 публикациях и изобретениях, 60 рабочих документах, подготовленных для экспертных комитетов и научных групп ВОЗ. Она награждена орденом «Знак Почета», значком «Отличнику здравоохранения», 6 медалями ВДНХ, медалями Болгарии и Японии, почетным знаком Всемирной организации здравоохранения за активное участие в глобальной ликвидации оспы «Бифуркационная игла».
В 2011 г. под редакцией Светланы Сергеевны Маренниковой была издана книга «Как это было: программа глобальной ликвидации оспы в воспоминаниях ее участников». Сегодня эта книга переведена на английский язык и оба ее варианта — на английском и на русском языках — хранятся в Великобритании в доме-музее Эдварда Дженнера.