Maria Sole Tognazzi est la fille de l'acteur et réalisateur Ugo Tognazzi et de l'actrice Franca Bettoia. Elle a un frère, acteur Gianmarco et deux demi-frères, l'acteur et directeur Ricky Tognazzi et le réalisateur et producteur norvégien Thomas Robsahm.
Maria Sole Tognazzi débute dans le cinéma en tant qu’assistante à la réalisation. Parallèlement, elle réalise plusieurs Making-off et plusieurs clips (pour Sergio Cammariere, Carmen Consoli, Neffa, Paola Turci). En 1999, elle obtient le Globo d’oro du meilleur court-métrage pour C’ERO ANCH’IO. Avec son premier long-métrage, PASSATO PROSSIMO, en 2002, avec Paola Cortellesi, Valentina Cervi et Claudio Santamaria, nominé aux David de Donatello, elle obtient le Nastro d’argento et le Globo d’oro de la meilleure réalisatrice d’un premier long-métrage. Son film suivant, L’UOMO CHE AMA, interprété par Pierfranco Favino et Monica Bellucci, fait l’ouverture du festival de Rome en 2008. RITRATTO DI MIO PADRE (PORTRAIT DE MON PÈRE), présenté en avant-première au festival de Rome 2010, est nominé aux David de Donatello et reçoit le Nastro d’argento du meilleur documentaire sur le cinéma. JE VOYAGE SEULE est son dernier film.
