Marcela Osorio nació en la ciudad de Valparaíso , en la provincia homónima, Chile. A los 12 años, por motivos políticos, su familia se trasladó a Barcelona, España . Cuatro años más tarde se trasladaría a vivir sola a Italia .
En Italia , sin estudios de interpretación, debutó en el teatro a los 17 años, logrando algunas breves participaciones, hasta que en 1983, el escritor Antonio Skármeta , la invitó a participar en la realización de su película Ardiente paciencia basada en la novela homónima. , en el papel protagónico de Beatriz González, la joven e ingenua seducida por un cartero que, plagiando los versos de Pablo Neruda , consigue ganarse su amor. En esta película, Marcela muestra la sensualidad que caracterizará su carrera. El remake de 1994 es más conocido internacionalmente, titulado Il Postino: The Postman .
En 1986 decidió regresar a Chile, donde obtuvo el papel principal en la película Sussi de Gonzalo Justiniano , estrenada en 1987. Sussi es una niña provinciana que llegó a Santiago en busca de trabajo, pero en cada ocasión los hombres buscan Aprovecharse de ella, sin embargo, un compañero de cuarto, interpretado por Bastián Bodenhöfer , la conquista con sus misterios y juegos. Sussi finalmente se convierte en símbolo de una campaña de gobierno, un estereotipo de la mujer chilena, en medio de una gira descubre que está embarazada y se ve obligada a abortar, en el delirio de la fiebre, alucina que su amante viene a rescatarla.
Después del estreno de Sussi, Marcela Osorio debutó en papel televisivo en la telenovela La Villa y Mi nombre es Lara en TVN, en el papel de Lupita, transmitida en 1987. También actúa en la película de Felipe Vilches El País de Octubre (1990). En 1991, nuevamente en el papel protagónico, actúa en La Niña en la palomera , dirigida por Alfredo Rates, basada en el libro de Fernando Cuadra, quien participó en el guión.
En 1993 regresa al cine en una coproducción hispano-chilena, Ciénaga . La historia se traslada al sur de Chile, un lugar lleno de misticismo y lugares hermosos. Marcela Osorio interpreta a una joven casada con un actor mexicano olvidado, cuya época dorada había sido el cine musical ranchero de la década de 1950. La película fue dirigida por José Ángel Bohollo, quien fue nominado al Premio Goya al Mejor Director Revelación.
En 1994, vuelve a trabajar con Gonzalo Justiniano, en Amnesia , en el papel de Marta, una presa política detenida en un campo de concentración en el desierto del norte de Chile. La película recibió varios premios en festivales internacionales y una excelente crítica.