Nació en la Argentina y su primer contacto con la escena fue como bailarina. En Buenos Aires actuó con Alfredo Arias y participó en la fundación de Grupo Tse. En 1973, todavía en Buenos Aires, colaboró en la creación de Señora Margarita de Roberto Athayde. Dos años más tarde llegó a París para trabajar con el Grupo Tse: fue Beauty, la heroína de Penas de amor de una gata inglesa, y La mujer sentada de Copi, papel por el que recibió, en 1984, el Premio a la Mejor Actriz otorgado por la crítica francesa. Esa última obra fue estrenada en la Sala Casacuberta del Teatro San Martín en 1998 y repuesta en Francia en 1999 junto a Le Frigo, también de Copi, ocasión en la que fue nominada para el premio Molière. Bajo la dirección de Alfredo Arias, Marilú Marini actuó en La Tempestad de William Shakespeare –presentada en 1986 en la Cour d´Honneur de Palais des Papes en el Festival d´Avignon–, Mortadela, Premio Molière al Mejor Espectáculo Musical en 1993, Nini, homenaje a Niní Marshall, La lluvia de fuego, obra de Silvina Ocampo que le fue confiada por Adolfo Bioy Casares y Aimer sa mère. En 2000 codirigió junto a Alfredo Arias Peines de coeur d’une chatte française, que recibió el premio Molière en los rubros Espectáculo Musical y Vestuario. Un año después, actúo en Las criadas de Jean Genet, con puesta de Arias. Fuera del Grupo Tse, actúo en Léo Kats et ses oeuvres de Louis Charles Sirjacq, Armada de Didier Carette, puesta en escena de Simone Amouyal; y Reviens à toi encore de Gregory Motton, con Eric Vigner. En la última temporada actuó además en La priapée des écrevevisses de Christian Siméon, con dirección de Jean Michel Ribes.
En cine filmó con Daniel Schmid, Ariane Mnouchkine, Hugo Santiago, Michel Soutter, Alfredo Arias, Virginie Thévenet, Pascal Bonitzer, Claire Denis, Catherine Corsini, Oliver Py y Marceline Loridan. Para televisión, trabajó con Nina Companeez.
Marilú Marini fue condecorada por el gobierno francés con la Orden de las Artes y de las Letras en el grado de Oficial.
- Matate, amor (Productora general, Directora)
- El corazon del daño (Actriz)
- Matate, amor (Productora general)
- Nocturna. Donde los elefantes van a morir (lado B) (Actriz)
- Nocturna. La noche del hombre grande (Lado A) (Actriz)
- Las Lilas, el silencio y la noche (Narradora)
- Leer en casa - Marilú Marini (Artista invitado)
- Prune Flat (Ciruela Chata) (Intérprete)
- Marilú Marini en UN RATO CON USTEDES (Intérprete)
- Discépolo: Las Casas (Voz en Off)
- Jederman (Coreógrafa)
- Sagrado bosque de monstruos (Actriz)
- Charla sobre Matate, amor (Artista invitado)
- Espectatraje (Actriz, Coreógrafa)
- Matate, amor (Adaptación, Productora, Adaptación, Directora)
- Niní (Actriz)
- Escritor fracasado (Adaptación, Directora)
- El día de una soñadora -y otros momentos- (Actriz)
- Polvo de estrellas (Intérprete)
- Music Hall (Traductora)
- Aplausos (Coreógrafa)
- Hair (Repositora Coreográfica)
- Love and Song (Intérprete, Coreógrafa)
- La Fiesta Hoy (Bailarina, Coreógrafa)
- Danse Bouquet (Bailarina, Coreógrafa)
- Todas las canciones de amor (Actriz)
- Blank (Participación)
- 33 variaciones (Actriz)
- La música (Intérprete)
- La brisa de la vida (Actriz)
- Las criadas (Actriz)
- Danza de verano (Actriz)
- Invenciones (Intérprete)
- Porca miseria (Coreógrafa)
- La mujer sentada (Intérprete)
- Caballero por milagro (Coreógrafa)
- Incrustaciones (Actriz)
- Music hall (Traductora, Actriz)
- Incrustaciones (Le Palais de la reine) (Actriz)
- Los días felices (Adaptación)
- Un animal de dos lenguas (Actriz)
- Los días felices (Actriz)