Marie Desplechin est née à Roubaix en 1959. Elle a fait des études de lettres et de journalisme. 
Dans ses romans pour la jeunesse, elle explore différentes veines littéraires : le roman historique avec Satin grenadine, Séraphine et La capcuine dont les thèmes principaux sont le XIX^e et l'émancipation des femmes ; le roman à plusieurs voix où se côtoient fantastique et réalité contemporaine avec Verte, Pome et Mauve ; les récits sur l'adolescence d'aujourd'hui dont notamment Le journal d'Aurore ; le fantastique et l'étrange avec Le monde de Joseph et Elie et Sam. Et des essais, comme Ne change jamais, manuel à l'usage des citoyens en herbe. En 2020, le salon du livre de Montreuil lui a décerné le Prix de la Grande Ourse pour l'ensemble de son œuvre. 
Pour les adultes, elle a publié un recueil de nouvelles, Trop sensibles, des romans, Sans moi, Dragons, La Vie sauve, écrit avec Lydie Violet (prix Médicis 2005) et Danbé, avec Aya Cissoko, entre autres.
Elle travaille régulièrement comme journaliste pour différents magazines et participe à l'écriture de scénarios de films. Elle vit à Paris.