Née d'un père d'origine géorgienne et d'une mère française, Marie Amachoukeli est diplômée d'un DEA d'histoire, écrit sous la direction de Mireille Hadas-Lebel, à l'université de Paris IV (Paris-Sorbonne), en 2004. Puis elle suit la formation de la Fémis, au sein du département scénario dont elle sort diplômée en 20071.
En 2008, avec Claire Burger et Samuel Theis, elle écrit et collabore à la mise-en-scène de Forbach, primé au festival de Cannes et Grand Prix du Festival international du court métrage de Clermont-Ferrand.
En 2009, Marie Amachoukeli réalise avec Claire Burger le film C'est gratuit pour les filles, qui obtient l'année suivante le César du meilleur court métrage. Puis Demolition Party en 2013.
En 2013, Marie Amachoukeli passe au long métrage avec Party Girl en co-réalisation avec Claire Burger et Samuel Theis. L'ensemble des acteurs du film sont des non-professionnels. Le film s'inspire librement du personnage de la mère de Samuel Theis. Le film fait l'ouverture de la sélection Un certain regard au Festival de Cannes 2014. Il y remporte le Prix d'Ensemble à Un certain regard et la Caméra d'or.
En tant que scénariste, Marie Amachoukeli travaille avec de jeunes réalisateurs à leurs premiers longs métrages tels que Guillaume Gouix ou Cyprien Vial.
