Родилась 1 июля 1939 г. Окончила Магнитогорское музыкальное училище (1957) и Уральскую государственную консерваторию имени М.П. Мусоргского (1962), где обучалась в классе В.Н. Трамбицкого, а после его отъезда в Ленинград – в классе Е.Н. Корчинского. Ее дипломная работа была посвящена творчеству Прокофьева. Уже с 4 курса Л.В. Марченко начинает свою педагогическую деятельность на кафедре теории музыки. В 1961 г. она явилась одним из инициаторов открытия при Уральском отделении СК СССР первой в стране молодежной секции, совместно с музыковедом Н.М. Вильнер готовила программы и вела лекции-концерты этой группы в городах и селах Урала. Перу Л.В. Марченко принадлежит целый ряд публицистических статей о творчестве композиторов Урала и о концертной жизни Свердловска, опубликованных в местных и центральных изданиях. В 1977 году переезжает в Ленинград, преподает в Ленинградском институте искусств и культуры. В настоящее время Л.В. Марченко работает в Музее-квартире Ф. Шаляпина в Санкт-Петербурге.

Член Союза композиторов России с 2004 г. В 2007 г. был удостоен почетного звания «Заслуженный деятель искусств России».