Née le 4 juin 1967 à Pithiviers dans le Loiret, elle a notamment remporté le prix Femina en 2001 pour Rosie Carpe et le prix Goncourt en 2009 pour Trois femmes puissantes.
Son père sénégalais et sa mère française se sont connus étudiants en Île-de- France au milieu des années 1960. Elle passe son enfance dans la banlieue parisienne, à Fresnes puis Bourg-la-Reine.
Son père quitte la France pour l’Afrique.
Sa mère, professeur de sciences naturelles, dont les parents étaient agriculteurs, l’élève seule, avec son frère, Pap Ndiaye (aujourd’hui historien, maître de conférences à l’École des Hautes Études en Sciences sociales).
Elle commence à écrire vers l’âge de 12-13 ans. Élève en terminale au lycée Lakanal de Sceaux, elle est repérée par Jérôme Lindon qui publie son premier roman, Quant au riche avenir (Minuit, 1985), elle n’a que 18 ans. La Quinzaine littéraire souligne: “Elle a trouvé une forme qui n’appartient qu’à elle pour dire des choses qui appartiennent à tous.”
Elle rencontre l’écrivain Jean-Yves Cendrey, qu’elle épouse en 1987, ils s’installent à Sitgès, près de Barcelone.
Sa première oeuvre lui permet d’obtenir une bourse pour séjourner à la Villa Médicis à Rome entre 1989 et 1991.
À 22 ans, elle revoit son père au Sénégal, lors d’un premier voyage en Afrique: “Je ne reconnaissais rien, vraiment rien. Il n’y a strictement aucune transmission dans les gènes qui fait que quand on se retrouve dans le pays d’où vient son père, on se dise «ah, oui, bien sûr, c’est chez moi ! » C’était au contraire profondément étrange...”
Après un séjour à Berlin (1992-1993), elle vit avec Jean-Yves Cendrey en Normandie (1994), puis en Gironde (2001), avant de s’installer à Berlin en 2007. Son écriture ne cesse de se développer entre oeuvres romanesques et théâtrales.
Elle a également co-écrit le scénario du film White Material de Claire Denis (2009).
Depuis 2000, ses pièces sont régulièrement mises en scène: Hilda créée par Frédéric Bélier-Garcia (2002), également par Christophe Perton (2005) et par Carey Perloff au 59E59 Theater de New York (2005) ; Providence par Marc Lichens (2001) ; Papa doit manger, entrée au répertoire de la Comédie- Française dans la mise en scène d’André Engel (2003) ; Rien d’humain créée par Olivier Werner (2004), puis sous le titre, Nothing Human, au New York Theatre Workshop par Christophe Perton (2010); Les Serpents par Georges Guerreiro (2005) ; Toute vérité, co-écrite avec Jean-Yves Cendrey, par Caroline Gonce en 2009. Die Dichte, performance conçue par Denis Cointe, où Marie NDiaye en scène raconte Berlin, est présentée au Théâtre national de Bordeaux fin mars 2011 (au Théâtre du Rond-Point en avril, parallèlement à Toute vérité, mise en scène de Caroline Gonce). Trois femmes puissantes sera prochainement adapté au cinéma par Christophe Perton.