Nata con il nome di battesimo di Sally Vanessa Ortiz, è la minore di quattro sorelle; suo padre è il milionario Peter Ortiz, mentre la madre, Patricia Marcil, è un'erborista e vanta origini davvero multirazziali, essendo di discendenza italiana, francese e portoghese. Il nome Vanessa le è stato dato in onore dell'attrice britannica Vanessa Redgrave.

Dopo aver manifestato il proprio talento come attrice sin da piccola, partecipando a numerosi spettacoli nei teatri della sua cittadina natale, la Marcil è giunta alla notorietà ottenendo il ruolo di Brenda Barrett nella soap-opera General Hospital nel 1992. Grazie a questa partecipazione ha ottenuto per ben tre volte la nomination al premio Daytime Emmy Award (1997, 1998 e 2003), e si è aggiudicata ben tre volte il Soap Opera Digest Awards, premio assegnato dalla rivista statunitense Soap Opera Digest.

Il suo debutto cinematografico è stato nella pellicola d'azione The Rock, film del 1996 con Nicolas Cage e Sean Connery. Dopo aver partecipato per sei anni a General Hospital abbandonò il telefilm nel 1998 (facendovi un breve ritorno nel 2002), partecipa a due puntate della serie prodotta da Steven Spielberg High Incident. Nel novembre dello stesso anno entra nel cast della serie televisiva Beverly Hills 90210, interpretando per 37 episodi la perfida Gina Kincaid. Partecipa in veste di guest star a telefilm di successo come Crossing Jordan, NYPD Blue e Spin City, mentre dal 2003 al 2008 interpreta Samantha in Las Vegas.