Marina Foïs débute sa carrière de comédienne au théâtre, d'abord seule, puis avec la troupe comique The Royal Imperial Green Rabit Company. Rebaptisée Les Robins des Bois, celle-ci est remarquée en 1996 par Dominique Farrugia et ne tarde pas à devenir une référence dans le nouveau paysage comique français.
Marina Foïs apparaît pour la première fois sur grand écran en 1994 dans Casque bleu de Gérard Jugnot, puis enchaîne les petits rôles dans les comédies Serial lover (1998) et Trafic d'influence (1999). En 2001, elle profite du succès des Robins des Bois pour multiplier les expériences cinématographiques, toujours dans le registre comique : elle incarne ainsi l'organisatrice d'un vaste coup monté dans La Tour Montparnasse infernale, la jolie Sucettalanis dans Astérix et Obélix : mission Cléopâtre (2002) ou encore une jeune nurse dans Le Raid (id.).
En 2003, elle tourne à deux reprises sous la direction de Claude Duty : Filles perdues, cheveux gras, où elle partage la vedette avec Amira Casar et Olivia Bonamy, et Bienvenue au gîte, où son personnage s'adapte difficilement à la vie rurale. Après avoir retrouvé la joyeuse troupe des Robin des Bois pour la comédie préhistorique RRRrrrr !!! (2004), la pétillante actrice poursuit brillamment sa carrière solo en jouant Un petit jeu sans conséquence (id.) pour Bernard Rapp et en grattant Un ticket pour l'espace (2006) pour Kad & O. Irrésistible face à Julien Boisselier dans J'me sens pas belle (2005), Marina Foïs s'offre en 2007 un rôle à contre-emploi, celui d'une mère de famille désespérée, dans le très noir Darling de Christine Carrière.
L'année suivante lui offre la possibilité d'affirmer ses choix de projets audacieux lorsqu'elle partage l'affiche avec Sandrine Bonnaire de l'adaptation d'un roman de Flaubert, Un coeur simple. Elle poursuit dans cette veine en 2009 en participant à la réflexion sur la liberté proposée par Christophe Honoré, Non ma fille, tu n'iras pas danser, où elle côtoie une référence de sa génération, Chiara Mastroianni. Cette nouvelle facette de son métier lui sied à raison et elle obtient ainsi le premier rôle d'Happy Few (2010) où le jeune réalisateur Antony Cordier remarqué par le sulfureux Douches froides en 2005, lui permet les honneurs d'une sélection à Venise en Compétition officielle.
Consolidant de plus en plus son talent, Marina Foïs est sollicitée par plusieurs réalisateurs. Elle connaît un grand succès auprès du public dans Polisse (2011) de Maïwenn (qu'elle retrouve donc après Le Bal des actrices) pour lequel elle est nommée au César 2012 de la Meilleure actrice. Cette même année, la comédienne est à l'affiche de Maman, le nouveau film d'Alexandra Leclère;
Depuis, la comédienne continue de construire une filmographie étudiée. Après un retour à la comédie populaire avec Boule & Bill, elle tourne successivement pour Valérie Lemercier dans sa comédie garantie 100% Cachemire puis retourne au drame pour Roschdy Zem et son Bodybuilder. L'accident de parcours que constitue Tiens-toi droite n'entame aucunement la popularité de Marina Foïs, qui cartonne quelques mois plus tard dans Papa ou Maman aux côtés de Laurent Laffite, qu'elle retrouve dans la suite Papa ou Maman 2 l'année suivante. L'actrice alternant avec toujours autant de régularité entre comédies et drames, on la retrouve dans Orage avec Sami Bouajila avant de faire un clin d'oeil à ses débuts en participant à la délirante suite La Tour 2 Contrôle Infernale d'Eric et Ramzy. En parallèle, elle multiplie les projets à la télévision (Démons avec Romain Duris et Anaïs Demoustier, 3 X Manon avec Alix Poisson). Au cinéma, sa performance brillante et glaçante dans Irréprochable marque les esprits des spectateurs.