Marisa Tomei fue objeto de un Oscar de la Academia a la mejor actriz secundaria por su papel en la exitosa comedia Mi primo Vinny (My Cousin Vinny, 1992). Más célebre por interpretaciones llenas de humor, Tomei emprendió un giro dramático con En la habitación (In the Bedroom, 2001), significándole nuevamente la nominación a los Oscars. Recientemente, se le ha podido ver en el drama con robo de joyas, Antes de que el Diablo sepa que has muerto (Before the Devil Knows You Are Dead, 2007), de Sidney Lumet, que la crítica ha alabado, donde la actriz actua junto a Ethan Hawke y Philip Seymour Hoffman, por la que Tomei fue nominada al premio Independent Spirit a la mejor actriz secundaria.

Entre los recientes filmes en su haber, cabe citar la sátira política War Inc. (2008), con John Cusack; Factorum (Factorum, 2005), con Matt Dillon, dirigida por Bent Hamer; el atronador éxito de taquilla Cerdos salvajes (Wild Hogs, 2007), bajo dirección de Walt Becker; la cinta Loverboy (Loverboy, 2005), de Kevin Bacon; y Un toque de seducción, Charm School (Marilyn Hotchkiss Ballroom Dancing and Charm School, 2005); proyectándose los dos últimos títulos en el Festival de Sundance de 2005. Otros títulos que componen la filmografía de la actriz son Alfie (Alfie, 2004); Ejecutivo agresivo (Anger Management, 2003); El gurú del sexo (The Guru, 2002); Happy Accidents (2000); ¿En qué piensan las mujeres? (What Women Want, 2000); Slums of Beverly Hills (1998); Welcome to Sarajevo (1997); Cuando salí de Cuba (The Pérez Family, 1995); Beso de hermano (A Brother’s Kiss, 1997); Danika (2006); y Volver a vivir (Unhook the Stars, 1996), junto a Gena Rowlands, por la cual la actriz resultó reconocida por sus compañeros con una nominación al premio de la Screen Actor's Guild.

En el escenario, Tomei ha protagonizado recientemente en Broadway el ahora devenido clásico drama feminista de Caryl Churchill, TOP GIRLS. Asimismo, también ha trabajado junto a Al Pacino y Dianne Wiest en SALOME, de Oscar Wilde, dando vida a la protagonista. Su labor previa para el proscenio, contiene, entre otras piezas, OH!, de Will Eno; THE HUMANITY AND OTHER GOOD INTENTIONS; WE WON'T PAY! WE WON'T PAY!, del autor ganador del Nobel Dario Fo; WAITING FOR LEFTY, de Clifford Odets, y ROCKET TO THE MOON, ambas dirigidas por Joanne Woodward. Tomei también fue protagonista en DESIGN FOR LIVING, de Noel Coward, en el marco del Williamstown Theater Festival. La actriz es miembro de la Naked Angels Theater Company, de la ciudad de Nueva York.