Hija de Jack Hemingway y nieta de Ernest Hemingway , Mariel Hadley Hemingway nace el 22 de Noviembre de 1961 en Mill Valley, California , fue llamada Mariel , por un puerto pesquero cubano donde su padre y su abuelo solían ir a pescar. Creció en Ketchum , Idaho, donde su padre poseía una granja y su abuelo pasaba gran parte del tiempo escribiendo. Además de Ketchum , Mariel pasa su adolescencia entre New York y Los Angeles .

Inicio su carrera como modelo y su primera participación en el cine fue en la película "Lipstick" junto a su hermana Margaux en 1976. A pesar de que la película no fue considerada un éxito, Mariel , con tan solo 15 años, fue nominada a los Globos de Oro (Golden Globes) como mejor debut cinematográfico. En 1979 con 17 años, participa en la película de Woody Allen "Manhattan" , en la que hace de amante de Isaac, personaje que interpreta el propio Woody Allen . Su actuación fue recompensada con una nominación como mejor actriz secundaria a los Oscar.

En su siguiente película en 1982 "Personal Best" , interpreta a una atleta bisexual, cuya relación con otra atleta tras cuatro años de relación entra en crisis. Esta película fue el comienzo de su figura como "dykon", convirtiéndola en icono para la comunidad lésbica. Para su siguiente película, en la que interpretaba a Dorothy Stratten, la vida de una estrella de Playboy tuvo que aumentarse la talla del pecho; implantes que fueron retirados posteriormente en 2001 cuando uno de ellos se rompió.

Mariel Hemingway formó parte de la historia televisiva en 1994 cuando intervino en el episodio "Don't Ask, Don't Tell" de la famosa serie "Roseanne" . En el episodio el personaje de Mariel , Sharon, era una amiga lesbiana de Nancy Bartlett, personaje interpretado por la actriz lesbiana Sandra Bernhard . Durante una fiesta en un bar de ambiente, el personaje de Mariel besa en los labios a Roseanne Barr , protagonista principal de la serie. Este beso fue el primer beso lésbico en un sitcom en prime-time, lo que provocó airadas protestas de grupos religiosos conservadores. La participación de Mariel , hizo que un año después reapareciera como un guiño especial, durante la boda gay de Leon Carp ( Martin Mull ).

En la película "The Sex Monster" (1999) interpreta a una mujer casada a quien su marido intenta convencer para mantener un trío con otra mujer. Ese año es nominada a los premios "L.A. Outfest" como actriz destacada. En 2002 interviene en la serie "Crossing Jordan" , donde interpreta a Lisa Fromer en el episodio "Scared Straight" , donde hace el papel de una consultora sentimental de radio lesbiana, sospechosa del asesinato de su amante y por la que Jordan, la protagonista principal, sentirá cierta "curiosidad". En una de sus últimas películas "In Her Line of Fire" (2006) interpreta a la primera heroína lesbiana.

Casada con el escritor y director Stephen Crisman en 1984, madre de dos hijas ( Dree, 1987 y Langley , 1989), Mariel es considerada icono para la comunidad lesbiana por sus diversos papeles lésbicos. Así mismo, Mariel ha mantenido siempre un cierto juego sobre su sexualidad, como en sus monólogos en el programa "Saturday Night Live" de 1995, donde prácticamente se acerca a todas sus compañeras femeninas besándolas en la boca, mientras que ignora a sus compañeros masculinos.