En 2004, Marie Belzil obtient son baccalauréat en production cinématographique de l’Université Concordia. Durant sa formation, son film Huston (2001) remporte le Prix du public au Festival Projet Y. De 2005 à 2007, elle commence sa brillante carrière en réalisation à la télévision de la Société Radio-Canada (SRC) pour les émissions Le Point, Découverte, Enquête et Enjeux. En 2006, son reportage Le Tribunal des toxicomanes (Enquête, SRC) remporte différents prix : Prix Justicia, Jack Webster Award et Salut aux talents de la SRC. En 2007, elle est recrutée par Robert Lepage et participe à la création du spectacle Le Moulin à images. En tandem avec Mariano Franco, Marie Belzil coréalisait le documentaire Dans le ventre du Moulin (2009), portant justement sur le projet de Lepage/Ex Machina. Avec Mariano Franco, un collaborateur de longue date, elle a coréalisé Tais-toi Jaloux (2006), puis participé aux fictions Entractes (2007) et Desolation (2009) à titre de directeur photo.