Ela se formou em Economia na Universidade de Georgetown em 2005. Ela recebeu o nome "Brit" em homenagem à bisavó materna. Ela ganhou reconhecimento pela primeira vez em 2004 com o documentário Boxers and Ballerinas, que ela coescreveu em parceria com Mike Cahill e Nicholas Shumaker e codirigiu com Mike Cahill. Marling também coescreveu, coproduziu, e atuou nos filmes de 2011 Sound of My Voice e Another Earth. Ambos os filmes estiveram presentes no Festival Sundance de Cinema de 2011, em que Another Earth venceu o Prêmio Alfred P. Sloan de melhor filme de ciência, tecnologia ou matemática como tema principal.