Desde pequeña quiso ser actriz pero, a petición de sus padres, Marta Etura estudió dos años de dirección y uno de montaje. Para poder sobrevivir durante sus estudios en Madrid, trabajó de camarera e intervino en algunos anuncios publicitarios. Obtuvo su primera nominación al Goya, en la categoría de la Mejor actriz revelación por La vida de nadie (2002). En 2004 filmó Frío sol de invierno, por la que la Unión de Actores la recompensó con una candidatura al premio de mejor actriz de reparto. El año siguiente estrenó Para que no me olvides (2005), en la que encarnó a Clara. Por su papel en esta película recibió una candidatura al Premio Goya a la mejor interpretación femenina de reparto. Una nominación más llegó para ella por su actuación en Azuloscurocasinegro (2006) y finalmente ganó la estatuilla a la Mejor actriz de reparto por Celda 201 (2009). Desde 2017 protagonizó la Trilogía del Baztán, conformada por El guardián invisible, Legado en los huesos (2019) y Ofrenda a la tormenta (2020).