Marie Gillain è una giovane attrice belga nata a Liegi il 16 giugno 1975, molto apprezzata a livello internazionale. Nasce in un piccolo villaggio del Belgio, Rocourt, vicino a Liegi nella regione Vallona (francofona).
Il suo interesse per il mondo dell'intrattenimento si manifesta già nell'infanzia, periodo nel quale amava creare piccole rappresentazioni e recite con la sorella Céline e altri piccoli amici.

La passione per questo mondo artistico l'accompagnerà per tutta l'adolescenza fino a quando a 14 anni decide di auto-registrarsi in un estratto da un romanzo di Marguerite Duras e mandarlo per la partecipazione all'audizione di L'Amant di Jean-Jacques Annaud; venne chiamata ma sfortunatamente non fu selezionata. L'anno successivo, lo stesso casting la chiamò per interpretare Veronique, in Mon Père, Ce Héros con Gérard Depardieu. Fu questo il film che la lanciò  nella carriera cinematografia.
Durante gli studi della scuola superiore ( Saint-Louis College di Liegi) la Gillain ha portato a termine il suo secondo film, intitolato Marie, mentre il terzo film Un Homme à la Mer, fu completato per la televisione francese. Seguirono gli studi nella scuola di specializzazione artistica École du Cirque di Bruxelles, durante i quali ha girato il film L'Appât, diretto dal noto regista Bertrand Tavernier, che  la scelse anche per interpretare nel 2002 'Laissez-Passer'.
Nel 1995 la Gillain ha debuttato in teatro, all'età di 20 anni, con 'Il diario di Anna Frank', produzione che ottenne enorme successo, soprattutto a Parigi. Seguì nel 1997 il film 'Le affinità elettive' girato in Toscana, dai fratelli Taviani. Nel 1996 le viene assegnato il Premio Romy Schneider.
In quegli anni l'attrice ha partecipato in veste di narratrice ad una serie di manifestazioni di carattere educativo-sociale, con L'Orchestre à la Portée des Enfants, affiancandosi all'Orchestra filarmonica di Liegi.
Un'altra partecipazione cinematografiche di rilievo include Harem Suare (1999) di Ferzan Ozpetek. Di grande successo è stato inoltre nel 2002 la rappresentazione teatrale Hysteria diretta dall'attore americano John Malkovich.

Al grande pubblico, oltre che con il cinema e il teatro, la Gillain è conosciuta anche come modella: dal 1998 Marie è infatti l'immagine copertina della linea cosmetici della  Lancôme. Le sue ultime partecipazioni cinematografiche sono Les femmes de l'ombre di Jean-Paul Salomé, Magique di Philippe Muyl e La Très Très Grande Entreprise di Pierre Jolivet. Nel 2004 ha dato alla luce la sua prima figlia, Dune.