En 2002, elle participe à la saison 3 de l'émission de téléréalité française "Star Academy" en tant que candidate. Elle finit troisième de cette émission, ce qui lui permet d'enregistrer son premier album solo, intitulé "Marie Piétri", qui sort en mars 2003.
Le succès populaire venu de sa participation à l'émission "Star Academy" permet à Marie Piétri de se lancer dans une carrière d'auteure-compositrice, de chanteuse et de comédienne. Elle sort plusieurs albums studio (notamment "Marie & les Garçons", "Tout ça ne vaut rien", "Le Grand Bain" et "Je suis partie") ainsi que des singles à succès tels que "La Dame de cœur", "Les Hommes qui passent" et "L'Amour est en fuite".
En 2009, elle participe à la quatrième saison de l'émission de téléréalité "Danse avec les stars" et remporte le titre. Elle revient sur l'écran pour la cinquième saison en 2013 où elle se classe troisième.
En parallèle à sa carrière musicale, Marie Piétri est aussi devenue une actrice réputée en France, notamment grâce à des rôles dans des productions télévisées telles que "Dix pour cent", "Les Petits Meurtres d'Agatha Christie" et "Le juge est une femme".
En 2017, Marie Piétri fait son retour sur scène pour la tournée de "Star Academy All Stars" qui célèbre les 15 ans de l'émission. Elle se produit également dans des spectacles musicaux tels que "Les Années bonheur", "Le Grand Cabaret du Rire" et "La Grande Formule".
En 2019, Marie Piétri annonce sa grossesse et la naissance de son fils à la fin de l'année. Elle continue à se produire sur scène, notamment lors d'une tournée pour l'album "Je suis partie" en 2020.
Marie Piétri est également engagée dans des actions caritatives et sensibilise régulièrement son public à des causes comme la lutte contre les cancers ou la défense de l'environnement.