Premier prix de tragédie au Conservatoire en 1890, Marguerite Moreno entre à la Comédie-Française. Elle débute discrètement au cinéma muet, notamment dans Vingt ans après (1922) d'Henri Diamant-Berger et dans Le Capitaine Fracasse (1929) d'Alberto Cavalcanti, où elle interprète une dame Léonarde hautaine et bougonne. Avec l'avènement du parlant, elle est embauchée à la Paramount, dans les studios de Joinville, au début des années 1930.
La voix rauque, la diction parfaite et le profil égyptien de Marguerite Moreno assurent sa popularité. Les années 1930 et 1940 marquent sa carrière et l'actrice s'illustre dans des registres très différents. En 1933, elle incarne une terrible mère Thénardier dans Les Misérables de Raymond Bernard. Mégère dans Train de vie (1935) de Léo Joannon, elle se transforme en déesse perdue dans le carton-pâte dans Les dieux s'amusent (1935) de Reinhold Schünzel et Albert Valentin ou en douanière dont l'autorité tourne à vide dans Tout va très bien, Madame la Marquise (1936) d'Henri Wulschleger. Sacha Guitry joue de sa diction parfaite en lui écrivant des dialogues qui font mouche et en lui faisant prendre divers accents : il lui offre la seule scène dialoguée du Roman d'un tricheur (1936), l'affuble de l'accent anglais dans Le mot de Cambronne (1937) et de l'accent espagnol dans Ils étaient neuf célibataires (1939). Elle est la folle qui connaît le secret des cartes dans La dame de pique (1937) de Fedor Ozep. La même année, elle incarne Mamèche, l'apparition noire et fantomatique qui hante la garrigue de Regain (1937) de Marcel Pagnol. De ses derniers films émergent des interprétations touchantes. Marguerite Moreno pousse la grand-mère de Douce (1943) de Claude Autant-Lara au premier plan. Elle incarne avec force cette vieille dame remplie de préjugés, en admiration devant sa petite-fille, mais qui vacille à peine à l'annonce de sa mort. Dans le registre satirique du Revenant (1946) de Christian-Jaque, elle excelle en tante Jeanne qui compte les points et cache ses sous. Un an avant sa retraite cinématographique, elle interprète pour Jean-Paul Sartre une sorte de Saint-Pierre féminin, qui accueille les morts dans l'au-delà (Les jeux sont faits, 1947, de Jean Delannoy).
Marguerite Moreno débute au théâtre et mène une carrière sur les planches, dont l'apogée est marquée par sa fabuleuse interprétation de La Folle de Chaillot, où elle parvient à combiner autorité, précision, humour et émotion.
Amie de Paul Verlaine, de Stéphane Mallarmé et de Jules Renard, elle est surnommée " la muse du symbolisme ". Elle récite leurs vers sur scène et participe à des revues symbolistes.
En 1948, elle fait paraître ses Mémoires, Souvenirs d'une vie.
Courts métrages 1915 | Debout les morts | André Heuzé |
| 1922 | Gonzague | Henri Diamant-Berger |
| 1922 | Mauvais garçon (Le) | Henri Diamant-Berger |
| 1923 | Accordeur (L') | Henri Diamant-Berger |
| 1931 | Dandy masqué (Le) | André Chotin |
| 1934 | Pierrot mon ami | Jaquelux |
| 1936 | Mot de Cambronne (Le) | Sacha Guitry |
| 1936 | Radio | Maurice Cloche |
Longs métrages| 1916 | Paris pendant la guerre | Henri Diamant-Berger |
| 1922 | Vingt ans après | Henri Diamant-Berger |
| 1923 | Emprise (L') | Henri Diamant-Berger |
| 1929 | Capitaine Fracasse (Le) | Alberto Cavalcanti |
| 1930 | A mi-chemin du ciel | Alberto Cavalcanti |
| 1930 | Cendrillon de Paris | Jean Hémard |
| 1930 | Chérie | Louis Mercanton |
| 1930 | Dans une île perdue | Alberto Cavalcanti |
| 1930 | Paramount en parade | Charles de Rochefort |
| 1930 | Paris la nuit | Henri Diamant-Berger |
| 1930 | Un trou dans le mur | René Barberis |
| 1931 | Cordon-Bleu | Karl Anton |
| 1931 | Marions-nous | Louis Mercanton |
| 1931 | Miche | Jean de Marguenat |
| 1931 | Sola | Henri Diamant-Berger |
| 1932 | Agence O'Kay (L') | André Chotin |
| 1932 | Chasseur de chez Maxim's (Le) | Karl Anton |
| 1932 | Cognasse | Louis Mercanton |
| 1932 | Mon coeur balance | René Guissart |
| 1932 | Poule (La) | René Guissart |
| 1932 | Rien que des mensonges | Karl Anton |
| 1933 | Casanova | René Barberis |
| 1933 | Misérables (Les) | Raymond Bernard |
| 1933 | Paris-Deauville | Jean Delannoy |
| 1933 | Pour être aimé | Jacques Tourneur |
| 1933 | Primerose | René Guissart |
| 1933 | Sexe faible (Le) | Robert Siodmak |
| 1934 | Aristo (L') | André Berthomieu |
| 1934 | Reine de Biarritz (La) | Jean Toulout |
| 1934 | Voilà Montmartre | Roger Capellani |
| 1935 | Bourrachon | René Guissart |
| 1935 | Dieux s'amusent (Les) | Reinhold Schünzel, Albert Valentin |
| 1935 | Jim la houlette | André Berthomieu |
| 1935 | Marraine de Charley (La) | Pierre Colombier |
| 1935 | Train de plaisir | Léo Joannon |
| 1936 | Coupable (Le) | Raymond Bernard |
| 1936 | Faisons un rêve | Sacha Guitry |
| 1936 | Gigolette | Yvan Noé |
| 1936 | Jeunes filles de Paris | Claude Vermorel |
| 1936 | Mes tantes et moi | Yvan Noé |
| 1936 | Roman d'un tricheur (Le) | Sacha Guitry |
| 1936 | Tout va très bien, Madame la marquise | Henry Wulschleger |
| 1937 | Boulot aviateur | Maurice de Canonge |
| 1937 | Ces dames aux chapeaux verts | Maurice Cloche |
| 1937 | Dame de pique (La) | Fedor Ozep |
| 1937 | Fessée (La) | Pierre Caron |
| 1937 | Perles de la couronne (Les) | Sacha Guitry, Christian-Jaque |
| 1937 | Quatre heures du matin | Fernand Rivers |
| 1937 | Regain | Marcel Pagnol |
| 1938 | Accroche-coeur (L') | Pierre Caron |
| 1938 | Barnabé | Alexandre Esway |
| 1938 | Chaleur du sein (La) | Jean Boyer |
| 1938 | Château des quatre obèses (Le) | Yvan Noé |
| 1938 | Danube bleu (Le) | Alfred Rode, Emile Edwin Reinert |
| 1938 | Derrière la façade | Georges Lacombe, Yves Mirande |
| 1938 | Eusèbe, député | André Berthomieu |
| 1938 | Femmes collantes (Les) | Pierre Caron |
| 1938 | J'étais une aventurière | Raymond Bernard |
| 1938 | Route enchantée (La) | Pierre Caron |
| 1939 | Ils étaient neuf célibataires | Sacha Guitry |
| 1939 | Jeunes filles en détresse | Georg Wilhelm Pabst |
| 1939 | Ma tante dictateur | René Pujol |
| 1940 | Surprises de la radio (Les) | Marcel Aboulker |
| 1941 | Etrange Suzy (L') | Pierre-Jean Ducis |
| 1941 | Sévillane (La) | André Hugon |
| 1942 | Camion blanc (Le) | Léo Joannon |
| 1942 | Carmen | Christian-Jaque |
| 1942 | Secrets | Pierre Blanchar |
| 1943 | Collection Ménard (La) | Bernard-Roland |
| 1943 | Donne-moi tes yeux | Sacha Guitry |
| 1943 | Douce | Claude Autant-Lara |
| 1945 | Idiot (L') | Georges Lampin |
| 1945 | Malheurs de Sophie (Les) | Jacqueline Audry |
| 1946 | Chemins sans loi | Guillaume Radot |
| 1946 | Rendez-vous à Paris | Gilles Grangier |
| 1946 | Un revenant | Christian-Jaque |
| 1947 | Éventail (L') | Emile Edwin Reinert |
| 1947 | Jeux sont faits (Les) | Jean Delannoy |
| 1948 | Assassin est à l'écoute (L') | Raoul André |