Дебютное появление Марины Богомоловой на экране состоялось ещё в детстве, в возрасте девяти лет, тогда она снялась в телевизионном рекламном ролике майонеза «Мака».
Чуть позднее Марина Богомолова сыграла эпизодическую роль девочки Ренаты в телевизионном сериале «Моя прекрасная няня» режиссёра Алексея Кирющенко. Съёмки в этом сериале принесли Марине широкую популярность и новые предложения от российских режиссёров. Одним из таких предложений стала роль Тани в многосерийном художественном фильме «Казус Кукоцкого» режиссёра Юрия Грымова по одноимённому произведению Людмилы Улицкой. Партнёрами Марины Богомоловой на съёмочной площадке стали такие звёзды отечественного кино, как Елена Дробышева, Чулпан Хаматова, Армен Джигарханян и Лариса Лужина.
Следующий этап в развитии кинематографической карьеры Марины Богомоловой произошёл в 2006 году, тогда актриса исполнила одну из главных ролей в картине «Красная Комната» режиссёра Виктора Мережко. В том же году Марина сыграла эпизодическую роль Лары в телевизионном сериале «Кто в доме хозяин?» и роль Любаши в многосерийном фильме «Юнкера» режиссёра Игоря Черницкого. Картина повествует о судьбах воспитанников московского Александровского военного училища в 1900 - 1910 годах.
Несмотря на свой юный возраст, Марина Богомолова уже является обладательницей почётной награды: в 1995 году её талантливая работа в фильме режиссёра Виктора Мережко «Красная комната» была оценена жюри IV международного кинофестиваля «Дyx огня», актрисе вручили статуэтку имени Любови Орловой в номинации «Лучшая актёрская работа в дебютном отечественном фильме».
Среди работ Марины – роли в таких фильмах, как: «Казус Кукоцкого» (2005, роль Тани), «Моя прекрасная няня» (2004-2997, роль Ренаты), «Люба, дети и завод…» (2005-2007, сыграла Люсю), «ГИБДД и т. д.» (2008, роль Насти), «Юнкера» (2007, Любаша), «Красная Комната» (2006, Лена), «Кто в доме хозяин?» (2006, Лара), «Счастливы вместе» (2006, Тома)
