Fille d'une avocate et d'un musicologue, Marina de Van, titulaire d'une maîtrise de philosophie, désire s'orienter vers les arts plastiques ou le cinéma. Elle échoue au concours des Beaux-Arts, mais est reçue à celui de la FEMIS, qu'elle intègre en 1993 au département réalisation. Dans le cadre de la prestigieuse école, elle signe plusieurs courts métrages, dont Bien sous tous rapports (primé à Clermont-Ferrand en 1997), dans lequel des parents BCBG prodiguent à leur fille une leçon de fellation, ou Rétention.

Ne tardant pas à se faire un nom dans le monde du court métrage (Alias en 1998, Psy show en 1999), Marina de Van accède en même temps à la notoriété grâce à ses collaborations avec un autre cinéaste à l'univers décapant, François Ozon, en tant que comédienne ou coscénariste. Routarde louche dans Regarde la mer (1997), adepte du SM dans Sitcom (1998), elle co-écrit Sous le sable et 8 femmes.

Marina de Van signe en 2002 son premier long métrage comme réalisatrice, Dans ma peau. Dans cette oeuvre maîtrisée et dérangeante, qui confirme l'originalité de son talent, elle incarne une jeune femme qui prend plaisir à s'automutiler. Salué par la critique, le film compte nombre de fans fervents, qui devront attendre sept ans avant de découvrir le deuxième opus de la cinéaste. Entre-temps, elle réalise un nouveau court métrage et co-écrit Je pense à vous (dans lequel elle tient également un rôle). Son deuxième long métrage, Ne te retourne pas, est présenté à Cannes en 2009. Ce récit d'une métamorphose, avec deux stars (Sophie Marceau, Monica Bellucci) et des effets spéciaux, est une nouvelle réflexion sur le rapport au corps et l'identité, ses thèmes de prédilection.