Fille de Jean-Louis Trintignant et Nadine Trintignant.Marie Trintignant a grandi sur les plateaux de cinéma, où elle apparaît avec son père dès l'âge de 4 ans dans Mon amour, mon amour, film réalisé par sa mère. Celle qui voulait plutôt se diriger vers une carrière de vétérinaire, continue pourtant dans le 7ème Art avec notamment Série noire en 1978.Dotée, à ses débuts, d'une timidité maladive, elle décide de prendre des cours de théâtre. En 1988, Claude Chabrol, qui l'a connue enfant, lui propose de participer à Une affaire de femmes puis lui offre le rôle principal de Betty en 1992. Deux ans auparavant, elle avait déjà tenu le rôle titre de Nuit d'été en ville.Habituée à incarner des personnages marginaux, notamment dans Cible emouvante, Les Marmottes, Les Apprentis, où elle joue aux côtés de son mari François Cluzet, ou encore Comme elle respire, elle confie au Nouvel Observateur : "J'aime les monstres, défendre des personnages indéfendables." Pourtant, elle se diversifie en 2000, avec un film d'horreur (Promenons-nous dans les bois), un film d'aventure (Le Prince du Pacifique) ou encore un rôle de journaliste de guerre dans Harrison's Flowers. En outre, elle prête son timbre de voix si particulier au personnage de la Comtesse Seminova dans le long-métrage d'animation Corto Maltese, la cour secrète des arcanes.
