Scénariste, réalisatrice et productrice, Marie-Castille Mention-Schaar s'associe à Pierre Kubel et Frédéric Bourboulon pour créer la société de production Vendredi Film. Ensemble, ils produisent de nombreux films au début des années 2000, dont deux réalisés par Antoine de Caunes (Monsieur N., Désaccord parfait) et Pierre Jolivet (Zim and co., Je crois que je l'aime).

En 2009, elle scénarise la comédie La Première étoile, puis se lance en solo et réalise son premier film, le romantique et mélo-dramatique Ma Première fois (2012), inspiré de sa première grande histoire d'amour et qui raisonne comme un hommage à son compagnon décédé. La même année sort en salles Bowling, avec Catherine Frot, Mathilde Seigner et Firmine Richard. Cette comédie sociale est inspirée d’un fait divers français de 2008 où tous les habitants de Carhaix ont manifesté pendant 17 semaines afin d'empêcher la fermeture du service de maternité de leur hôpital.

Pour son troisième long-métrage, Les Héritiers, Marie-Castille Mention-Schaar puise de nouveau son inspiration dans un fait d'actualité, puisqu'elle met en scène la préparation d'une classe de seconde d'un lycée de Créteil qui participe, sous la houlette de leur professeur d'histoire, au concours national de la déportation.

La cinéaste poursuit avec Le Ciel Attendra, qui traite d'un sujet délicat, celui de l’embrigadement de deux jeunes filles candidates au djihad, puis La Fête des mères, un film choral à la gloire des femmes au casting 5 étoiles. En 2021, elle retrouve Noémie Merlant pour A Good Man, un drame sur la transidentité, et, deux ans plus tard, change une fois de plus de registre avec Divertimento, qui s'inspire de l'histoire vraie de deux sœurs, dont la cheffe d'orchestre Zahia Ziouani.

En 2026, Marie-Castille signe Pour le meilleur, qui relate l’incroyable histoire d’amour entre Philippe Croizon, un homme privé de ses quatre membres et de Suzana, une femme qui va le pousser à traverser la Manche à la nage.