Très tôt attirée par l'art dramatique, Marleen Gorris étudie l'anglais à l'Université de Groningen puis effectue un cursus théâtral à celle d'Amsterdam, puis à celle de Birmingham, où elle obtient sa maîtrise en 1976. Elle réalise en 1982 son premier film, Le Silence autour de Christine M., récompensé dans divers festivals. Deux ans plus tard, Miroirs brisés remporte un même succès. Après avoir attendu six ans avant de mettre en scène The Last island, Marleen Gorris, remarquée pour ses prises de position féministes, tourne une série de cinq films d'une demi-heure intitulés Tales of the street, diffusés à la télévision hollandaise en 1992.

C'est en 1995 qu'elle accède à la reconnaissance internationale avec Antonia et ses filles, couronné l'année suivante par l'Oscar du Meilleur film étranger. Les comédiennes Eileen Atkins et Vanessa Redgrave la sollicitent alors pour qu'elle porte à l'écran le roman de Virginia Woolf Mrs. Dalloway (1997). Suit La Défense Loujine (2001), adapté du livre homonyme de Vladimir Nabokov avec John Turturro et Emily Watson dans les rôles principaux.