Marie Déa sammelte erste Schauspielerfahrungen beim Theater und war seit den späten 1930er-Jahren im Filmgeschäft tätig. Insbesondere in den 1940er-Jahren wurde sie regelmäßig in Hauptrollen besetzt. Sie drehte unter anderem mit bekannten Regisseuren wie Robert Siodmak (bei dem Kriminalfilm Mädchenhändler), Christian-Jaque (bei der Romanze Der erste Ball) und Marcel Carné, in dessen Spielfilm Die Nacht mit dem Teufel sie als reine und unschuldige Tochter eines Barons selbst dem Teufel widerstehen kann. Ihre Rolle von wahrscheinlich nachhaltigster Bekanntheit spielte sie 1950 in Jean Cocteaus Filmklassiker Orpheus als Eurydike, die treue Ehefrau des Dichters Orpheus. In späteren Jahren spielte Déa auch in Fernsehproduktionen und war weiterhin am Theater tätig. Zwei ihrer letzten Kinorollen hatte sie 1977 in den Filmen Der Antiquitätenjäger und Der Erpresser, in denen sie jeweils an der Seite von Alain Delon Nebenrollen verkörperte.
Déa war mit dem Schauspieler Lucien Nat (1895–1972) verheiratet.[3] Sie starb 1992 rund zweieinhalb Monate vor ihrem 80. Geburtstag in Paris.