Córka aktorów Marion Cotillard, dzieciństwo spędziła zanurzona w teatralnej atmosferze. Gdy tylko była potrzeba, aby w sztuce zagrało dziecko, wybór padał właśnie na Marion. Po kilku niezbyt znaczących występach na ekranie, głównie w filmach Arnauda Desplechina "Comment je me suis disputé... (ma vie sexuelle)" oraz Coline Serreau "La Belle verte", dała się poznać szerszej publice rolami w serii filmów "Taxi". Jej kolejne ważne role to: Elia w filmie "Furia" w reżyserii Alexandre Aja, jak także wcielenie się postać młodej Lisy w obrazie "Lisa" Pierre'a Grimblata. W 2001 roku pojawia się na plakatach obrazu "Les Jolies choses" Gilles Paquet-Brennera, gdzie wcieliła się w podwójną rolę sióstr bliźniaczek. Następnie, zagrała u boku Guillaume Caneta w komedii romantycznej "Miłość na żądanie" w reżyserii Yanna Samuell. Wraz z filmem Tima Burtona "Duża ryba" rozpoczęła się jej międzynarodowa kariera. Kolejnymi ważnymi krokami dla Marion było dołączenie do gwiazdorskiej obsady filmu "Bardzo długie zaręczyny" Jeuneta i występ w obrazie "Innocence", gdzie wcieliła się w postać czarującej nauczycielki tańca.