Sus primeros éxitos fueron al llegar a principios de 1977, cuando batió los récords mundiales de 200 y 400 metros en pista cubierta.
El 28 de mayo de 1978 consiguió batir en Erfurt el récord mundial de los 200 m al aire libre con 22,06 s, y el 2 de julio de ese año batió en Leipzig el de los 400 m con 49.19 s.
Poco después volvió a rebajar el récord de los 400 m hasta 49,03 s en Potsdam, y en los Campeonatos de Europa celebrados en Praga ese año batió por tercera vez el récord con 48,94 s, ganando el oro y siendo la primera mujer en romper la barrera de los 49 segundos en esta distancia. En esos campeonatos también ganó el oro con el equipo de la RDA en los relevos 4 × 400 m.
El 10 de julio de 1979 en Karl-Marx-Stadt (actual Chemnitz), consiguió ser la primera mujer en romper la barrera de los 22 segundos en los 200 metros, con 21,71 s. En ese mismo verano también batiría por dos veces más su propio récord de los 400 m hasta dejarlo en 48,60 s.
En los Juegos Olímpicos de Moscú 1980 obtuvo la medalla de oro de los 400 m y la de plata con el equipo de relevos de 4 × 400 m. Ésta sería la única participación de Marita Koch en unos Juegos, ya que el boicot de los países del Este le impediría estar presente en Los Ángeles 1984, donde es casi seguro que hubiera ganado alguna medalla más.
En los Campeonatos de Europa de Atenas de 1982 volvió a ganar la medalla de oro de los 400 m, y además con un nuevo récord mundial (48,16 s). También ganó el oro en relevos 4 × 400 m.
En los I Campeonatos del Mundo de Atletismo, celebrados en Helsinki en 1983, renunció a participar en su mejor prueba, los 400 m, para hacerlo en las de 100 m y 200 m, y obtuvo un gran éxito al ganar el oro de los 200 m y la plata de los 100 m, donde sólo fue superada por su compatriota y plusmarquista mundial Marlies Göhr. Además ganó otras dos medallas de oro en las pruebas de relevos, los 4 × 100 m y los 4 × 400 m. Por ello fue considerada la gran triunfadora de esos campeonatos.
Aunque en 1984 no pudo participar en la olimpiada de Los Ángeles, siguió demostrando que era la mejor del mundo. El 21 de julio igualaba en Potsdam su propio récord mundial de los 200 m con 21,71 s.
El 6 de octubre de 1985 durante la Copa del Mundo disputada en el Bruce Stadium de Canberra, hizo la mejor carrera de su vida y asombró al mundo al correr los 400 m en 47,60 s. Este registro aun hoy en día permanece como récord mundial en esta prueba, y muchos consideran que es imposible que alguna otra atleta pueda batirlo sin recurrir al uso de sustancias prohibidas.
La última gran competición de Marita Koch fueron los Campeonatos de Europa de 1986 celebrados en Stuttgart, donde ganó su tercer título europeo consecutivo de los 400 m, y también su tercer título en los relevos 4 × 400 m.
La figura de Marita Koch siempre generó controversia, antes y después de su retirada de las pistas en 1987. Para muchos solo fue un "producto de laboratorio", ya que parece que en los años 70 y 80 se llevó a cabo un programa de dopaje en Alemania del Este, por iniciativa del Estado.
En cualquier caso ella nunca admitió estas acusaciones, y su récord mundial de 47,60 s en los 400 m sigue vigente, sin que ninguna otra atleta hasta el momento haya podido siquiera acercarse a ese registro. Es una de las deportistas alemanas más importantes de la historia.
En 1987 se retiró de las pistas[1] y contrajo matrimonio con su entrenador Wolfgang Meier. Ambos continúan casados y viven en la localidad de Kritzmow, cerca de Rostock. Tienen una hija llamada Ulrike.
