Née à Roubaix, Marion Delespierre pratique la natation sportive durant sa jeunesse. Elle entreprend ensuite des études en médecine et déménage à Lyon en 2013 pour y terminer sa formation. Ses horaires d'internat ne lui permettant pas de pratiquer la natation, elle décide de se mettre à la course à pied puis découvre le trail[1].
Une fois ses études terminées, elle devient médecin du sport et officie à la clinique de la Sauvegarde ainsi qu'au centre de médecine du sport de Lyon Gerland[2].
Elle se révèle véritablement en 2019. Le , elle réalise une solide course en tête de la Maxi-Race du Lac d'Annecy. Elle s'impose avec plus de vingt minutes d'avance sur sa plus proche poursuivante Isabelle Dragon et signe son premier grand succès[3]. Le , elle prend pour la première fois le départ de la diagonale des Fous. Elle crée la sensation en menant la première partie de course mais se voit ensuite rattrapée et doublée par l'Américaine Sabrina Stanley. Ralentissant, elle est ensuite menacée par Alexandra Clain mais parvient à conserver une courte marge d'avance pour s'assurer de la deuxième place en 32 h 5 min 19 s[4].
Le , elle se livre à une course serrée en tête du MIUT 85 avec la Norvégienne Yngvild Kaspersen. Elle finit par faire la différence et s'impose avec une demi-heure d'avance sur sa rivale[5].
Le , elle prend le départ de l'épreuve de trail long des championnats du monde de course en montagne et trail à Innsbruck. Prenant un départ prudent, elle accélère en seconde partie de course et parvient à revenir sur les talons de l'Allemande Katharina Hartmuth en tête. Emmenant sa coéquipière Manon Bohard Cailler dans son sillage, elle attaque l'Allemande et parvient à s'emparer de la tête de course. Elle s'impose avec six minutes d'avance sur l'Allemande pour remporter le titre mondial. Elle remporte de plus la médaille d'or au classement par équipes avec Manon Bohard Cailler et Audrey Tanguy[7].
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