Nació en Madrid el 6 de marzo de 1904 en el seno de una familia de pintoras, escultoras y literatas que tenían gran prestigio intelectual en el Madrid de la época.^[2]​^[3]​^[4]​ Su tía era la pintora María Roësset Mosquera y sus primas la escultora Marga Gil Roësset y la editora Consuelo Gil Roësset. Por línea materna es prima de la pintora Rosario de Velasco.^[5]​ Su padre fue Eugenio Julio Roësset Mosquera, hermano de la pintora MaRo, como era conocida María Roësset Mosquera.

Así, comenzó a pintar desde muy niña bajo la supervisión de su tía.^[6]​ Ya con catorce años pintó un autorretrato al pastel y varias acuarelas con una técnica depurada.^[3]​ Se formó posteriormente en la Escuela de Bellas Artes de San Fernando: allí tuvo por profesores a Fernando Álvarez de Sotomayor, José María López Mezquita y Daniel Vázquez Díaz, compartiendo aulas con Salvador Dalí, Victorina Durán o Lucía Sánchez Saornil, entre otros.^[1]​^[6]​

En 1924 concurrió a la Exposición Nacional de Bellas Artes, logrando una tercera medalla con un Autorretrato en el que se muestra con una imagen de modernidad que la caracterizó a lo largo de su carrera hasta 1939; dicho cuadro fue adquirido para el Museo de Arte Moderno. En 1926 concurrió con los lienzos Mi hermano y yo y Hanny y Gucki, que fueron destacados por la crítica.^[7]​ Realizó su primera exposición individual en el Lyceum Club Femenino, aunque no era socia.^[6]​ Exhibió veintiuna obras fechadas entre 1922 y 1926, logrando un gran éxito. En 1928 participó en una muestra colectiva de dedicada a los «Autorretratos». En 1929 expuso en el Palacio de Bibliotecas y Museos Nacionales de Madrid (hoy Biblioteca Nacional) junto a la pintora Gisela Ephrussi.^[8]​ Participó en la Exposición Internacional de Barcelona con Reposo y en el Salón de Otoño con Campesinos de Ávila. En 1931 envió obra suya al concurso de Pintura, Escultura y Grabado organizado por el Círculo de Bellas Artes de Madrid.^[1]​ Hasta el estallido de la Guerra Civil siguió participando en las Exposiciones Nacionales de 1930, 1932, 1934 y 1936.^[7]​

Desde 1924 hasta 1936 se pueden encontrar en la prensa (Blanco y Negro, El Sol, Crónica, El Imparcial, El Heraldo de Madrid y Estampa, entre otros) abundantes reseñas de ella, fotografías, entrevistas y artículos críticos de extensión.^[5]​

Abrió una escuela de pintura donde formó a una futura generación de artistas, como Menchu Gal. A su vez, Marisa Roesset se matriculó en la Escuela Superior de Pintura, Escultura y Grabado. Ese mismo año realizó otra exposición individual en la Asociación de Artistas Vascos en Bilbao.^[7]​

En 1939 participó en Vitoria en la Exposición Internacional de Arte Sacro, que tenía como objetivo la exaltación de los «héroes caídos por la patria» del bando franquista, junto a Rosario de Velasco, entre otras. Colaboró como ilustradora en la Revista Y de la Sección Femenina.^[9]​

Presentó obras en la exposición del Women´s International Art Club de 1947.^[1]​ También en ese año participó en la Exposición de Arte Español de Buenos Aires (Argentina), junto a Teresa Condeminas, Menchu Gal, Delhy Tejero, entre otras.^[9]​

Desde 1938 vivió discretamente una relación lesbiana con la fundadora de la Escuela Superior de Canto de Madrid, Lola Rodríguez Aragón, con la que convivió y a la que dejó su obra pictórica a su muerte, acaecida en 1976 a consecuencia del cáncer.^[6]​^[7]​ Rodríguez Aragón creó un museo y quiso hacer un patronato para donarlo al Estado español pero murió antes de poderlo crear.^[8]​

La obra de Marisa Roesset forma parte de las colecciones del Museo de Arte Moderno de Barcelona, de la Escuela de Canto de Madrid y del Museo del Prado, entre otras instituciones. Al tratarse de muchos autorretratos, también está en colecciones particulares.^[8]​

Cultivó el retrato y los temas religiosos.^[1]​ No perteneció a ninguna corriente artística específica, manteniendo una identidad propia.^[6]​ Pintó más de una decena de autorretratos entre los que se incluyen lienzos en las que aparece con su hermano o sus alumnas, a las que también pintó en repetidas ocasiones.^[5]​

En sus primeros cuadros se acercó a la estética del dandismo, sin llegar a abrazarla tan radicalmente como sus contemporáneas Hannah Gluckstein, Tamara de Lempicka o Romaine Brooks. Dejó constancia en sus retratos de mujeres de la cambiante y diversa identidad femenina de las primeras décadas del siglo XX.^[5]​

Se puede observar tres etapas en su producción:

• La primera etapa, hasta 1930 está caracterizada por la figuración ejecutada con pincelada suelta y una gama cromática de colores fríos. Influida por Daniel Vázquez Díaz, fue una etapa de experimentación continua.
• La segunda, lejos de la influencia de Vázquez Díaz, se caracterizó por una pincelada más sutil de figuras inmersas en atmósferas menos visibles. El tema predominante fue el religioso.
• Tras la Guerra Civil, comienza su tercera etapa. Su lenguaje pictórico es más académico y de gran destreza técnica. Predominó la temática religiosa y retratística.^[7]​

• Exposición Nacional de 1924, tercera medalla por su Autorretrato.
• Exposición Internacional de 1929, Barcelona, tercera medalla por Reposo.
• Exposición Nacional de 1941, tercera medalla por La Anunciación.^[1]​

• Catálogo Oficial de la Exposición Nacional de Bellas Artes de 1945.
• Formó parte del Pabellón de mujeres ilustres, exposición de Generando Arte, de la universidad Carlos III.
• Reseña en ABC de la exposición en el Lyceum.
• Entrevista en la revista Crónica realizada por la Exposición Nacional de Bellas Artes y publicada el 22 de junio de 1930.