Née d'un père juif français et d'une mère catholique polonaise en Pologne actuelle, Marie Epstein a quitté la Pologne pour la Suisse avec sa mère Hélène et son frère Jean après le décès de son père Jules en janvier 1907. Les Epstein se sont installés à Lyon en France, où Jean poursuivait ses études, puis à Paris vers 1922, quelques mois seulement avant que Jean ne réalise ses deux premiers longs métrages, L'Auberge rouge (1923) et Cœur fidèle (1923). C'est aussi au début des années 1920 que Marie s'est lancée dans le monde du cinéma. Elle a d'abord travaillé comme actrice—dans L'Auberge rouge, où elle apparaît en tant que figurante dans quelques plans au début du film, et dans Cœur fidèle, deux films qu'elle a co-écrits avec Jean—mais elle a eu du mal à décrocher d'autres rôles. Elle s'est alors entièrement tournée vers le scénario, ce qui l'a menée à travailler comme assistante réalisatrice et monteuse. Grâce à l'intervention du réalisateur et producteur français Jean Benoit-Lévy, Marie est devenue réalisatrice à une époque où les femmes cinéastes étaient rares en France. Après avoir été l'assistante de Benoit-Lévy sur plusieurs documentaires muets dans les années 1920, elle a ensuite co-réalisé, écrit et monté huit films de fiction sonores avec lui à la fin des années 1920 et dans les années 1930. Au cours de cette période, elle a aussi réalisé au moins un court métrage en solo, peut-être davantage. Après la Seconde Guerre mondiale et le décès de son frère Jean en 1953, Marie a été engagée par Henri Langlois comme restauratrice de films à la Cinémathèque française, un poste qu'elle a occupé jusqu'à sa retraite en 1977.