Marina Catherine de Poliakoff-Baidaroff néven született a Párizshoz közeli Clichyben. Orosz nemesi családból származó szülei az első világháború és a polgárháború elől menekültek el, apja operaénekes, anyja balett-táncos volt, de a férfinak munkásként is dolgoznia kellett. Négy lányuk közül hárman választották a filmes pályát (a negyedik tévérendező lett), s mindhárman más néven lettek ismertek. A legfiatalabb, Marina apja, Vlagyimir tiszteletére lett Vlady, Tania nővére az Odile Versois, Militza pedig az Hélene Vallier nevet választotta – a V betű mindegyiküknél a győzelem (victoire) szóra utal. A testvérek időnként együtt is felléptek, 1967-ben nagy sikerrel játszották egy párizsi színházban Csehov Három nővérét.
Marina gyerekként balettozott, tagja volt a párizsi opera balettkarának. A filmvásznon először tizenegy évesen, statisztaként tűnt fel (a főszerepet Odile nővére alakította egy francia-olasz filmben), majd az 1950-es évek elején Olaszországban is dolgozott. Itt forgatott filmjeiben inkább küllemén, mint színészi tehetségén volt a hangsúly, de olyan csillagok partnere lehetett, mint Marcello Mastroianni és Gina Lollobrigida.
Vlady első férje a szintén orosz származású Robert Hossein francia színész-rendező volt, akivel még tizenhét évesen kötött házasságot, s akitől két fia született. Több filmet is forgattak együtt. 1963-ban másodjára is férjhez ment, ezúttal egy pilótához, akitől szintén fia született.