Marie Kobayashi commence très jeune l’étude du piano et du chant. Elle fait ses études musicales à l’Université Nationale des Beaux-Arts et de la Musique de Tokyo où elle obtient Licence et Maîtrise. Elle s’installe définitivement à Paris en 1982, et entre au CNSM de Paris dans les classes de Régine Crespin, Michel Roux et William Christie. En 1987 elle obtient le Prix d’art lyrique et en 1989 le Prix d’interprétation de Musique vocale ancienne.
Elle est depuis 1993, Docteur ès Arts de l’Université Nationale des Beaux Arts et de la Musique de Tokyo pour sa thèse de 3ème cycle: les mélodies d’Olivier Messiaen - Autour d’Harawi. Elle est lauréate de plusieurs Prix Internationaux : Prix Fauré au Concours International d’Interprétation de Mélodies Françaises à Paris, Diplôme d’Honneur du Concours international Maria Canals à Barcelone, Grand Prix Gabriel Dussurget en hommage à Rita Streich au Concours International d’Oratorio et de Lied à Clermont-Ferrand. Son répertoire s’étend du baroque à la musique contemporaine
Parmi ses nombreux enregistrements et notamment pour Radio-France, Radio-Bruxelles, on peut citer les disques Chants folkloriques du monde, Requiem de Mozart et Mélodies de M. Rosenthal… Depuis 2004 elle est professeur de chant au Conservatoire National de Région de Strasbourg.