Marine Tonnelier a été formée à la comédie musicale par Thierry de Fontenay et Jocelyne Giani (Studio Evidanse, Auxerre, 2006-2012) puis par Dragona Serbanovic, Akim Ben Hasfia et Adriano Sinivia (Centre des Arts de la scène, Paris, 2013-2016). Elle a également obtenu une licence en Arts du spectacle (Université d’Evry, 2010-2013).
Au théâtre, elle joue avec la compagnie Tout & versa sous la direction de Charlotte Costes Debure dans Vice & Versa (Café de la gare, Paris, 2013) et Rire barbelé adapté de Verfügbar aux enfers de Germaine Tillion (Café de la gare, Paris, 2015) ; sous la direction d’Adriano Sinivia dans Arloc de Serge Kribus (Festival 15 cents coups, Paris, 2014) et Un million d’étoiles adapté de Les Belles Sœurs de Michel Tremblay (Festival 15 cents coups, Paris, 2016) et sous la direction de Jean-Pierre Jacovella dans Au pays des merveilles d’Alice d’après Lewis Caroll (Espace Paris plaine, 2015) et Poésie et chants de bataille de Guillaume Apollinaire (Musée de l’Orangerie, Paris, 2015) spectacle qui regroupe des poèmes d’après-guerre et des lettres de poilus.
Elle joue également dans Le Chausson d’argent de Jocelyne Giani, mise en scène de Thierry Defontenay (Conservatoire d’Issy-les-Moulineaux, 2014), Don quichotte rêveur éternel d’après Miguel de Cervantes, mise en scène Mélisande Guessoum (Festival 15 cents coups, Paris, 2015), Ma fleur se meurt de Geneviève Steinling, mise en scène d’Olivier Bruaux (Théâtre du Nord-Ouest, Paris, 2016), Les Étoiles c’est nous de Serge Valetti, mise en scène de Brice Baugier (Festival 15 cents coups, Paris, 2016) et The Last movie show de Robert Benton, mise en scène d’Akim Ben Hafsia (Ciné-théâtre Chaplin, Paris, 2017) spectacle qui regroupe des scènes de films cultes.
Elle met en scène Més aventures de Coralie Mennella (Musée Krajcberg, Paris, 2016).