Marina Hands est la fille de l'actrice française
Ludmila Mikaël et du metteur en scène britannique Terry Hands qui fut, un temps, à la tête de la prestigieuse Royal Shakespeare Company.
Passionnée d'équitation dès le plus jeune âge, Marina Hands vivra toujours comme un échec le fait de n'avoir pu en faire sa profession.
Elle se tourne vers la comédie et entre au Cours Florent en 1995, avant de poursuivre sa formation au Conservatoire national supérieur d'art dramatique puis à la London Academy of Music and Dramatic Art. Au théâtre, elle brûle les planches dans Le Bel Air de Londres - qui lui vaut une nomination au Molière de la révélation théâtrale de l'année en 1999 -, Cyrano de Bergerac sous la direction de
Jacques Weber, ou Phèdre mis en scène par Patrice Chéreau - pièce pour laquelle elle est pressentie comme meilleur second rôle et révélation.
À la télévision, ses apparitions remportent les suffrages : elle obtient deux prix d'interprétation pour sa prestation dans Un pique-nique chez Osiris en 2000. Enfin sur grand écran, elle se révèle sous la caméra d'Andrzej Zulawski dans La Fidélité et
Les Invasions barbares de
Denys Arcand, avant de s'illustrer en 2006 avec Ne le dis à personne de
Guillaume Canet,
Lady Chatterley puis
Le Scaphandre et le Papillon.
Cette même année, la reconnaissance s'exprime dans la proposition de la Comédie-Française, qui l'accueille comme pensionnaire le 1er janvier 2006 et lui offre le rôle de la princesse dans Tête d'or de Paul Claudel. Claudel, auteur exigeant s'il en est, qu'elle retrouve ensuite avec le rôle d'Ysé du Partage de midi, qui lui valut une nomination aux Molières 2008.
Elle fut récompensée par le César de la meilleure actrice pour le film
Lady Chatterley de
Pascale Ferran.