Titulaire d’une Licence d’Arts du Spectacle, Marie-Line Vergnaux découvre le théâtre au sein de la Compagnie Bacchus à Besançon avec laquelle elle joue pendant plusieurs années L’Opéra de la Lune de Jacques Prévert, un opéra pour enfants, mis en scène par Jean Pétrement.

En 2004, elle intègre l’école de théâtre Les Enfants Terribles dirigée par Jean-Bernard Feitussi où elle est formée, entre autres, par Sophie Barjac, Agathe Natanson, Fabrice Eberhard, Jean-Pierre Bouvier et Maxime Leroux. Elle collaborera d’ailleurs avec ce dernier à l’issue de sa formation, d’abord sous sa direction dans Les Sept jours de Simon Labrosse de Carole Fréchette au Guichet Montparnasse puis en devenant assistante sur sa mise en scène, Facteur Humain de Thierry Janssen à La Folie Théâtre.

Parallèlement à sa participation à divers courts-métrages, séries et doublages, elle décide de poursuivre des études au Conservatoire d’art dramatique du 11ème auprès d’Alain Hitier et Philippe Perrussel. Elle y rencontre Irène Favier qui la met en scène dans A la renverse de Michel Vinaver qui se joue à Annecy et à l’ENS de Paris en 2010. En 2012, elles se retrouvent lors de la création de Sainte Jeanne des abattoirs de Brecht, mention spéciale du concours du Théâtre 13.

La même année, sa première mise en scène, Quelqu’un pour veiller sur moi de Frank McGuinness est créée à l’Auditorium Charles Munch. Puis la seconde, Eva, Gloria, Léa de Jean-Marie Piemme est présélectionné au 2ème tour du Prix Théâtre 13 / Jeunes metteurs en scène 2013 ainsi qu’au festival Mises en capsules du Ciné 13. La pièce 2h14 de David Paquet est sa troisième mise en scène.