Marta Nieto comenzó su formación como actriz en 2002 en la Escuela de Interpretación de Murcia.

«El camino de los ingleses» (Antonio Banderas) fue su ópera prima como actriz en 2006. Gracias al papel protagónico que tuvo en «Madre» (Rodrigo Sorogoyen, 2019), ha ganado múltiples premios, entre ellos el León de Venecia 2019 a la mejor actriz en la sección Horizonti del Festival de Cine de Venecia, el Giraldillo de Oro 2019 a la mejor interpretación femenina en el Festival de Cine Europeo de Sevilla y el Premio Forqué 2019 a la mejor interpretación femenina. También fue nominada a Mejor Actriz en los EFA gracias a este papel protagónico.

En 2021 ha estrenado «Un enemigo perfecto» (Kike Maillo), «Lasciarsi un giorno a Roma» (Edoardo Leo) y «Tres» (Juanjo Giménez) que le otorgan las nominaciones a Mejor Actriz en los premios Forqué, Feroz y Gaudí 2022.

«La mitad de Ana» es su ópera prima como guionista y directora.