Figlia di Guerrino Vacondio, un casellante delle ferrovie e di Alma Spadoni, una mondina, nacque a Borzano di Albinea e visse i primi tre anni della sua vita affidata alle suore di Reggio Emilia in un brefotrofio. Registrata dalle religiose all'anagrafe come Carla Iarri, fu successivamente chiamata Marta Vacondio quando si ricongiunse con i genitori[5]. Trasferitasi a Mortara, in Lomellina, cominciò a lavorare giovanissima, dapprima come mondina, poi come apprendista sarta e in seguito come modella presso la sartoria delle sorelle Aguzzi, di Milano. Proprio nell'ambiente della moda, all'inizio degli anni cinquanta, conobbe il conte Umberto Marzotto, vicentino di Valdagno, nato il 12 aprile 1926, comproprietario con altri fratelli dell'omonima industria tessile.

Dopo due anni di fidanzamento i due si sposarono il 18 dicembre 1954 e dalla loro unione nacquero cinque figli: Paola (nata nel 1955, madre di Beatrice e Carlo Borromeo, riconosciuti dal padre, Carlo Ferdinando Borromeo Arese Taverna), Annalisa (nata nel 1957 e venuta a mancare nel 1989, per fibrosi cistica), Vittorio Emanuele (nato nel 1960), Maria Diamante (nata nel 1963) e Matteo (nato nel 1966). Anche dopo il divorzio continuò a usare il cognome dell'ex marito.

Dalla fine degli anni sessanta fu la figura femminile dominante nella pittura e nella vita privata di Renato Guttuso. Quest'ultimo, dopo averla conosciuta nel salotto dei Marchi a Milano, la rappresentò in molte opere, ad esempio nella serie delle Cartoline, un insieme di 37 disegni e tecniche miste (pubblicate dalla casa editrice Archinto nel volume Le Cartoline di Renato Guttuso). Il rapporto tra i due cessò improvvisamente dopo circa venti anni. Nel 1976 conobbe Lucio Magri: avrà anche con lui una relazione importante, durata dieci anni[8].

Animatrice di salotti, stilista e disegnatrice di gioielli, il 21 marzo 2006 Marta Marzotto venne condannata in primo grado dal Tribunale di Varese a otto mesi di carcere col beneficio della condizionale e a 800 € di multa, perché responsabile di aver riprodotto nel 2000, senza averne titolo, alcune opere in suo possesso, tra cui diversi quadri che la ritraevano, oltre a 700 serigrafie del pittore Renato Guttuso[9], i cui diritti legalmente sarebbero spettati al di lui figlio. Nel 2011 i giudici della Corte d'Appello di Milano, nel processo sulle 700 serigrafie, dettero poi ragione alla Marzotto e allo stampatore, Paolo Paoli, perché il fatto non costituiva reato.

Il 29 luglio 2016 dopo una breve malattia, muore a Milano presso la Casa di Cura "La Madonnina"[10]: a darne l'annuncio la nipote Beatrice Borromeo.

La cerimonia di commiato è stata celebrata da don Davide Banzato a Milano il 1º agosto 2016 presso la Chiesa dei francescani minori di Sant'Angelo. La salma di Marta Marzotto è tornata in Veneto nella tomba di famiglia. Presenti al funerale oltre alla famiglia e ai figli, anche il cognato Riccardo, la showgirl Valeria Marini, la stilista Anna Molinari, la modella Afef, la regista Andree Ruth Shammah, Lele Mora, Emilio Fede, lo chef Gianfranco Vissani, nonché il flautista Andrea Griminelli che ha animato la funzione liturgica.