Марилу Берри родилась 1 февраля 1983 года в Париже, Франция. Ее мать – французская комедийная актриса, режиссер и писательница Жозиан Баласко, а отец – скульптор Жерар Берри. Марилу Берри приходится племянницей актеру и сценаристу Ришару Берри, известному по фильмам «Невезучие», «День расплаты» и «Бессмертный».
Марилу Берри впервые появилась на экране в 1991 году, сыграв эпизодическую роль в картине «Дьявольская жизнь». Следующие 13 лет она не снималась, а с 2004 года вплотную занялась актерской карьерой.
Роль в фильме «Посмотри на меня» принесла Марилу Берри номинацию на премию «Сезар» как самой многообещающей актрисе. Позже она снялась в картинах «Однажды на реке», «Летний лагерь», «Клиентка французского жиголо».
В 2011 году актриса похудела на 25 кг.
В 2013 году Марилу Берри исполнила главную роль во французской комедии «Хочу как Бриджет Джонс», снятой режиссером Аньес Обадья.