Fille de comédiens, Marion Cotillard baigne dans l'atmosphère exaltante des plateaux de théâtre. Dès qu'on a besoin d'un bébé ou d'un enfant pour une pièce, la voici sur les planches, donnant la réplique à sa mère. Après quelques apparitions pour Arnaud Desplechin (Comment je me suis disputé... (ma vie sexuelle) en 1996) et Coline Serreau (La Belle verte), c'est la série des "Taxi" (Taxi en 1998 et Taxi 2 en 2000, puis Taxi 3 en 2003), produite par Luc Besson, qui la révèle au grand public. Suivent deux rôles importants dans Furia d'Alexandre Aja et Lisa de Pierre Grimblat.
En 2001, Marion Cotillard porte, par sa double prestation, Les Jolies choses de Gilles Paquet-Brenner, une adaptation cinématographique du roman homonyme de Virginie Despentes. Elle y incarne deux sœurs jumelles, la seconde, timide et réservée, étant amenée à vivre la vie de la première, fougueuse et libérée. L'année suivante, elle donne la réplique à Guillaume Canet, dans la comédie romantique Jeux d'enfants (2002), le premier long métrage de Yann Samuell, avant de retrouver le comédien, devenu son compagnon, dans Le Dernier vol (2009) de Karim Dridi. Son joli minois devenu incontournable, la belle tente une carrière à l'international en jouant sous la direction de Tim Burton dans Big fish (2003), avant de décrocher le César de la Meilleure actrice dans un second rôle pour Un long dimanche de fiançailles (2004) de Jean-Pierre Jeunet.
En 2005, Titoff, Vincent Elbaz et José Garcia figurent parmi les comédiens qui succombent à l'écran au charme de l'actrice, le premier dans Cavalcade, le second dans la comédie Ma vie en l'air et le troisième dans le thriller La Boîte noire. Toujours aussi prolifique - elle compte pas moins de cinq films en 2006 parmi lesquels Dikkenek et Fair play - Marion Cotillard retrouve le chemin des studios hollywoodiens en s'illustrant aux côtés de Russell Crowe dans la comédie romantique de Ridley Scott, Une grande année (2007). Mais c'est son hallucinante composition de La Môme Piaf qui va la faire entrer dans la légende... Avec en poche un Golden Globe, un BAFTA, un César et un Oscar de la Meilleure actrice, la belle ne tarde pas à enchaîner les productions de prestige comme le film de gangsters Public Enemies (2009) de Michael Mann et la comédie musicale Nine (id.) de Rob Marshall.
En 2010, elle joue de nouveau devant la caméra d'un des réalisateurs les plus cotés du moment, Christopher Nolan, dans son thriller mystérieux Inception où elle a pour partenaire Leonardo DiCaprio. Elle est également à l'affiche du troisième long-métrage de Guillaume Canet, Les Petits mouchoirs, avant de jouer sous la férule de Woody Allen dans Minuit à Paris, puis de Steven Soderbergh dans Contagion.
En 2012, elle illumine le cinéma français par sa collaboration avec Jacques Audiard dans De rouille et d'os et retrouve Nolan pour la deuxième fois dans le film le plus attendu de l'année : The Dark Knight Rises, continuant ainsi d'alterner productions françaises et productions internationales.
Marion Cotillard est en 2013 à l'affiche de deux films se déroulant à New York et qui ont un lien avec le prestigieux metteur en scène James Gray : le remake Blood Ties écrit par ce dernier et réalisé par son mari, suivi du sombre The Immigrant où, là encore, sa prestation d'une immigrée marque les esprits. Elle retourne en France l'année suivante pour se glisser dans la peau d'une salariée licenciée dans le drame des frères Dardennes Deux jours, une nuit. Adepte de projets ambitieux, la comédienne succède à Natalie Portman pour jouer l'épouse du roi Macbeth/Michael Fassbender dans le film du même nom. Elle retrouvera l'acteur dans la très attendue adaptation du jeu vidéo Assassin's Creed.
