Née de l’union d’une mère prussienne et d’un père italien, Marilú (prononcer « Marilou ») évolue déjà depuis longtemps dans le domaine artistique de Buenos Aires (danse et music-hall) jusqu’à ce qu’un beau jour de 1975 son compatriote Alfredo Arias lui demande de rejoindre son groupe théâtral TSE à Paris. Elle devient alors son égérie, passant indifféremment des drames de Kado Kostzer (Trio puis God Save the Queen en 1989) à la comédie la plus déjantée sans craindre d’endosser les rôles démesurés que peut lui confier son fantasque metteur en scène. Elle est remarquée dans les pièces sulfureuses de Copi (Les Escaliers du Sacré-Cœur en 1990 et Le Frigo en 1999) et surtout dans l’adaptation théâtrale de ses bandes dessinées, La Femme assise, rôle qui vaudra à Marilú Marini le prix de la meilleure actrice de l’année 1984 (spectacle repris en 1986 et 1999). On la verra toujours et encore dans les pièces montées par Arias : en chatte dans Peines de cœur d’une chatte anglaise (1977), en guenon dans Le Jeu de l’Amour et du hasard (1987), en monstrueux Caliban dans La Tempête de William Shakespeare (1986), en fée dans L’Oiseau bleu de Maurice Maeterlinck (1988) et en excentrique ou fofolle dans les musicaux Famille d’artistes (1989), Mortadella (1992) et Faust Argentin (1995). Elle s’échappe parfois du monde fantasmagorique d’Arias pour s’essayer dans un registre dramatique comme celui de Christian Siméon (La Priapée des écrevisses ou L’Affaire Steinheil, mise en scène de Jean-Michel Ribes, 2002) ou celui de Samuel Beckett en interprétant la Winnie de Oh les beaux jours (mis en scène par Arthur Nauzyciel, 2003). Elle retrouve Arias comme partenaire et metteur en scène pour jouer Les Bonnes de Jean Genet (2001) et Le Palais de la reine de Chantal Thomas (2005).
Parallèlement à son activité théâtrale, Marilú se risque au cinéma pour contribuer, la plupart du temps, aux premiers essais d’auteurs débutants (Catherine Binet, Virginie Thévenet, Olivier Py, Catherine Corsini, Claire Denis).