Марина Голуб родилась 8 декабря 1957 года в Москве в семье дипломата и актрисы. Окончила среднюю школу № 33 г. Москва (1965—1975).

В 1979 году окончила Школу-студию МХАТ (курс Виктора Монюкова).

По окончании школы-студии, в 1979—1981 годах Марина Голуб работала в Москонцерте, затем с 1981 по 1987 год служила в Театре миниатюр Аркадия Райкина, в 1987 году перешла в труппу Московского театра «Шалом». В 2002 году Марина Голуб перешла в Московский художественный театр им. А. П. Чехова.

Марина Голуб в 1999 году вместе с Людмилой Артемьевой сыграла в рекламе конфет RONDO: «Наш начальник просто душка». «Со следующей недели работаем без выходных». «Ой, ну надо, так надо» [источник не указан 408 дней].

Марина Голуб вела телепередачи «Утренняя почта», «Доброе утро!», «Эх, Семёновна!», «Девчата» на телеканале Россия 1.

Погибла в Москве в ночь с 9 на 10 октября 2012 г. в результате ДТП.

Дочь актрисы — Анастасия — работает в продюсерском центре «WonderLoft».