Nació el 2 de octubre de 1970 en Madrid, España. Esta atractiva actriz de 1,66 de altura comenzó su carrera a los trece años de edad apareciendo en varios anuncios de publicidad. Ha aparecido en más de 60 películas, la mayoría de ellas españolas, así como en varias series de televisión.
Dejó los estudios a los 15 años para poder dedicarse de pleno a su carrera.
Su primera experiencia la tuvo como modelo en spots y catálogos de moda de conocidas firmas comerciales. Su primera oportunidad en televisión se la dio Vicente Aranda con "El crimen del capitán Sánchez" con tan sólo 13 años. Su padre no estaba muy de acuerdo con que Maribel entrara en el mundo artístico, sin embargo, su madre parecía encantada con la idea.
Fue con "27 horas" de Montxo Armendáriz, donde interpretaba a una chica drogadicta, una de las experiencias más fuertes que le ha tocado vivir, con la que se empezó a hacer notar. Poco después, vinieron películas tan importantes como "La estanquera de Vallecas" de Eloy de la Iglesia y "El año de las luces" de Fernando Trueba.
Según dijo ella misma su papel en "Amantes" de Vicente Aranda, marca un antes y un después en su carrera cinematográfica y ha supuesto su madurez como intérprete. A partir de entonces, trabaja con los mejores directores españoles: José Luis Garci en "Canción de cuna", Bigas Luna en "Huevos de oro", de nuevo Prueba en la escarizada "Belle Époque", Emilio Martínez-Lázaro en "Carreteras secundarias", Carlos Saura en "Goya en Burdeos", Gonzalo Suárez en "El portero" y "Oviedo Express", entre otros. En el ámbito internacional, destaca su papel protagonista en "Y tu mamá también" de Alfonso Cuarón, a la que seguiría "El laberinto del fauno" de Guillermo del Toro. Tras esta película, Maribel ha sido invitada a formar parte de la Academia de Hollywood.
En el teatro debutó en 1986 con el personaje de Julieta y desde entonces ha simultaneado cine y teatro. También ha intervenido en diversas series de televisión como "Turno de oficio", "Segunda enseñanza", etc.
Desde entonces, Maribel Verdú ha estado nominada al Goya en cinco ocasiones. Su primera nominación vino de la mano de Vicente Aranda con "Amantes", perdiendo el premio frente a Silvia Munt por su interpretación en "Alas de mariposa". Su siguiente nominación fue como actriz de reparto por "La celestina" de Gerardo Vera, perdiendo frente a la veterana Mari Carrillo por "Más allá del jardín". Con "La buena estrella", de Ricardo Franco, logró su tercera diana, de nuevo perdiendo frente a Cecilia Roth en "Martín Hache". El año pasado logró la cuarta, con "El laberinto del fauno" de Guillermo del Toro, perdiendo en esta ocasión frente a Penélope Cruz. Finalmente, y en su última y quinta nominación, Maribel ha logrado el premio por "Siete mesas de billar francés" de Gracia Querejeta en la última edición de los premios. Además del Goya, Maribel posee dos premios Ondas y un Fotogramas de Plata (de entre siete nominaciones) como mejor actriz de televisión por la serie Canguros. El círculo de escritores cinematográficos españoles también la ha premiado como mejor actriz en 1998 por "La buena estrella" y este mismo año por "Siete mesas de billar francés".
Es además la única actriz española que ha ganado el premio Ariel a la mejor actriz en México por "El laberinto del fauno".
Maribel Verdú también ha estado cerca de grandes premios en Festivales de cine categoría A, como Berlín, cuando en 1991, su compañera de reparto Victoria Abril, se alzaba con el Oso de Plata a la mejor actriz por "Amantes". En 2007, y en San Sebastián, también vio como otra compañera protagonista de reparto Blanca Portillo se llevaba la Concha de Plata a mejor actriz por "Siete mesas de billar francés", quedando ella, de nuevo, sin premio.
Recientemente se ha hecho público que será la protagonista femenina de la próxima película del director Francis Ford Coppola, "Tetro", junto a Vincent Gallo y a Carmen Maura.