Marianne Carbonnier-Burkard est docteur en histoire de la philosophie à l'université Paris IV, avec une thèse intitulée Émigration et sécession pour cause religieuse, étude de philosophie politique, historienne du protestantisme moderne.
Elle est conservatrice à la Bibliothèque nationale de France (1976-1986) puis enseignante-chercheure à la Faculté de théologie protestante de Paris (Institut protestant de théologie) (1986-2012). En 2015, elle est membre associé du Laboratoire d’études sur les monothéismes.
Vice-présidente de la Société de l'histoire du protestantisme français, Marianne Carbonnier-Burkard est conservatrice-adjointe du Musée du Désert, principal lieu de mémoire du protestantisme français, au Mas Soubeyran, à Mialet. Elle est nommée membre du Comité consultatif national d'éthique pour les sciences de la vie et de la santé (CCNE), en tant que personnalité protestante en 2013.