Marta Etura nació el 28 de octubre de 1978 en San Sebastián, Guipúzcoa, País Vasco. Su madre fue decoradora y su padre, empresario. Desde pequeña quiso ser actriz, pero obligada por sus progenitores estudió dos años de dirección y uno de montaje teniéndose que mudar a Madrid para asistir a la Escuela de Cristina Rota.
Mientras estudiaba, trabajó de camarera y participó en algunos anuncios publicitarios. Cuando terminó sus estudios, Joaquín Oristrell la contrató para la película 'Sin vergüenza' en el año 2000, donde interpretó a Belén. Se inició en el mundo de las series con 'Raquel busca su sitio'.
En 2002 rodó 'La vida de nadie' del director Eduard Cortés, aquí dio vida a Rosana y su actuación le valió a ser nominada al Premio Goya a la mejor actriz revelación. También en ese año trabajó en 'El caballero Don Quijote' bajo la dirección de Manuel Gutiérrez Aragón haciendo de Dulcinea del Toboso y coincidió por primera vez con Luis Tosar en '13 campanadas' con quien comenzó una relación sentimental.
Un año después se la pudo ver en televisión con 'La vida de Rita' de Manuel Iborra. Más tarde estuvo en 'Hay motivo' y 'Frío sol de invierno'. Fue nominada en La unión de Actores al premio de mejor actriz de reparto por Mimo. En 2004 estrenó 'Entre vivir y soñar' y 'Para que no me olvides' interpretando a Clara y nominada al Premio Goya a la mejor interpretación femenina de reparto por ello, a finales de ese año fue nominada en la categoría principal y a la medalla que premia el Círculo de Escritores Cinematográficos.
En 2006 estuvo en 'AzulOscuroCasiNegro', una película de Daniel Sánchez Arévalo en el que hacía pareja con Quim Gutiérrez y en televisión, 'Vientos de agua'. En 2007 se inició en teatro con la obra 'Despertares y celebraciones' de Cristina Rota y también estrenó 'Casual Day' y 'Las 13 rosas' dirigida por Emilio Martínez-Lázaro basada en la historia real de las 13 jóvenes asesinadas por Franco en 1939. Un año después se estrenó 'Hamlet' encarnando a Ofelia junto a Diego Botto y 'Siete minutos' de Daniela Fejerman.
Ganó el Goya a mejor actriz de reparto 'Celda 211' en 2009 y participó en 'Flores negras' compartiendo créditos con Tobias Moretti y Maximian Schell. En 2011 estrenó 'Mientras duermes' dirigida por Jaume Balagueró y donde, de nuevo, coincidió con su pareja, Luis Tosar. En 'Eva' de Kike Maíllo mantuvo un triángulo amoroso con Daniel Brühl y Alberto Ammann.
Un año después, Marta Etura y Luis Tosar confirman la ruptura de su relación cuando ella es pillada besándose con Gonzalo de Santiago con quien trabajó en la obra de teatro 'Invierno en el barrio rojo', la cual ella dirigió. Esta relación nunca fue confirmada y tampoco volvieron a ser noticia juntos.
Posteriormente trabajó en 'Lo imposible', 'Los últimos días', 'Presentimientos' y 'Águila roja'. Además, en 2014, volvió a compartir créditos con Quim Gutiérrez en 'Sexo fácil, películas tristes' de Alejo Flah. En 2016 intervino en televisión con 'La sonata del silencio' y en cine con 'El hombre de las mil caras' del director Alberto Rodríguez, por este papel fue nominada en 2017 a los Premios Feroz como mejor actriz de reparto de cine.
En 2017 protagonizó como la inspectora Amaia Salazar, 'El guardián invisible', adaptación de la novela homónima de Dolores Redondo y en televisión trabajó en la serie 'El incidente'. Tuvo a su primera hija, Chloe, a mediados de enero de ese año y se desconoce el nombre del padre ya que desde que terminara su relación con Luis Tosar nunca volvió a tener pareja pública.