Мариса Томей родилась 4 декабря 1964 года в Бруклине, Нью-Йорк, в семье Аделаиды, учительницы английского языка, и Гэри А. Томей, судебного адвоката[3]. Родители Томей имеют итальянское происхождение; предки её отца родом из Тосканы, Калабрии и Кампании, а предки матери — из Тосканы и Сицилии[4][5].
В 1992 году за роль Моны Лизы Вито в фильме «Мой кузен Винни» Томей получила «Оскар» за лучшую женскую роль второго плана. Широко известна версия, что она была награждена по ошибке. Вместе с ней, сыгравшей комедийную роль, были номинированы четыре британские актрисы за драматические роли. Объявлявший победительницу 74-летний Джек Пэланс пошутил по этому поводу, а затем якобы по ошибке объявил обладательницей приза Томей. Академия опровергла этот миф[6].
2000-е годы принесли актрисе ещё две номинации на премию «Оскар» за роль второго плана — в 2002 году за фильм «В спальне», в 2009 году — за фильм «Рестлер».
Томей играет в театре в нью-йоркских труппах Naked Angels Theater Company и Blue Light Theater Company.[источник не указан 1060 дней]
Как сказала Томей в 2009 году: «Я не большая поклонница брака как института, и не понимаю, зачем женщины должны заводить детей для того, чтобы казаться полноценными людьми»[8]. С 2008 по 2012 год она встречалась с актёром Логаном Маршаллом-Грином[8].