Après des études de lettres modernes en Sorbonne, achevées sur une thèse consacrée à l'adaptation du roman classique au public enfantin, elle a fait son "apprentissage" aux Éditions mondiales, où elle a publié, entre 1980 et 1987, une centaine de nouvelles dans la presse féminine (Intimité, Nous Deux). Au milieu des années 80, elle publie ses deux premiers romans (pour adultes) chez l'éditeur suisse Pierre-Marcel Favre : Passage (1985) et Voici Lou (1986).
Elle a écrit une centaine de textes pour la jeunesse et notamment trois séries, les "Émilien" (1989-1993), les "Nils Hazard" (1991-1998) et "L'Espionne" (2001-2013), rééditée à partir de 2018 par Bayard. Depuis 2016, elle écrit une nouvelle série, "Sauveur & Fils", qui comprend déjà 6 saisons. La 7ème a été publiée au printemps 2023. En 2020-2021, elle a écrit avec son frère Lorris Murail une trilogie policière, dont la jeune héroïne, havraise, se prénomme Angie.
"Oh, boy !" (2000) est son livre le plus primé et le plus traduit. Il met en scène la rencontre entre un jeune homosexuel, Bart, et ses trois demi-frère et sœurs orphelins et adoptables. Une adaptation télévisée a été réalisée par Thierry Binisti sous le titre "On choisit pas ses parents" en 2008. Une adaptation théâtrale due à Catherine Verlaguet et au metteur en scène Olivier Letellier a reçu le Molière du spectacle jeune public en 2010.
Marie-Aude Murail a été promue en 2018 officier de la Légion d'honneur pour sa contribution au "rayonnement culturel de la France" et en 2022, elle a été faite chevalier des Arts et des Lettres. L'Union internationale pour les livres de jeunesse (IBBY) lui a décerné en 2022 le prix Hans-Christian-Andersen, créé en 1956.
