Марисоль родилась в Париже 22 мая 1930, ее родители — венесуэльцы Густаво Эскобар (Gustavo Escobar)и Хосефина Эрнандес (Josefina Hernandez). Брат Марисоль, которого как отца зовут Густаво, экономист, живет в Венесуэле. Семья Марисоль жила в Европе, Венесуэле и США. Финансовая состоятельность, связанная с венесуэльским нефтяным бизнесом и торговлей недвижимостью, позволяла вести семье комфортабельную жизнь. Хосефина Эрнандес умерла в Нью-Йорке в 1941, когда Марисоль было одиннадцать лет. После трагедии и в течение Второй мировой войны семья жила в Каракасе. В конце войны Густаво Эскобар перевез семью в Лос-Анджелес, Калифорния, где Марисоль поступила в школу для девочек. Желая стать художником, Марисоль сначала изучала искусство, посещая вечерние классы рисунка в Jepson School в Лос-Анджелесе. Католицизм способствует ее вере в тайну, чудеса, осознанию духовных и сверхъестественных аспектов жизни, повлиявших на характер и творчество.
При поддержке отца, который поощрял ее занятия искусством, Марисоль едет в Париж в 1949. В престижной школе изящных искусств, Ecole des Beaux Arts, ей было поручено имитировать стиль живописи Пьера Боннара. В поисках более творческих подходов, Марисоль едет в Нью-Йорк в 1950. На протяжении этого года Марисоль берет уроки у художника Ясуо Куниеси (Yasuo Kuniyoshi) в нью-йоркской художественной студенческой лиге (Art Students League). С 1951 по 1954 занимается на курсах в Новой школе социальных исследований (New School for Social Research) под руководством Ганса Гофмана. В школе Гофмана в Гринвич Виллидж и Provincetown, Массачусетс, Марисоль знакомится с понятием динамики «push and pull»: усиление дихотомии между промежуточным и финальным состоянием. Во время этого периода она познакомилась со многими абстрактными экспрессионистами, в том числе, с Виллемом де Кунингом.
В 1951 Марисоль открыла для себя доколумбовую культуру, что привело впоследствии к отказу от традиционной живописи. Она обратилась к терракоте, деревянной скульптуре, изучает работу с глиной на курсах Художественной школы Бруклинского музея, а также берет уроки по технике работы с гипсом у скульптора Уильяма Кинга (William King). Ранние работы Марисоль с терракотой, выставленные в Tanager Gallery на групповой выставке, привлекли внимание Лео Кастелли. Первая персональная выставка Марисоль состоялась в галерее Лео Кастелли в 1958.
После выставки в галерее Кастелли и последовавшего успеха, Марисоль охватили серьёзные сомнения и она в 1959 покинула Нью-Йорк, чтобы жить в течение года в Италии. В Риме она изучает работы мастеров эпохи Возрождения и переосмысливает собственную работу и художественные цели. Почувствовав себя творчески свободной, Марисоль возвращается в Нью-Йорк, чтобы создать ряд впечатляющих работ, что привело к участию во многих значительных выставках и приобретению ее работ для коллекций ведущих музеев. Художница расширила спектр используемых материалов, начала включать в работы найденные объекты.
В 1960-х Марисоль общалась со звездами поп-арта — Роем Лихтенштейном и Энди Уорхолом. Она участвовала в двух фильмах Уорхола «The Kiss» и «13 Most Beautiful Girls». Обращение к популярной культуре не было единственным направлением ее творчества: социальные наблюдения и ирония всегда были частью ее скульптур. Одна из наиболее известных ее работ этого периода The Party (группа фигур в натуральную величину).
На протяжении 1960—1970-х художница расширила тематику, включив портреты друзей, семьи, мировых лидеров и известных артистов. Социальные и политические потрясения конца 1960-х расстроили Марисоль, которая участвовала в протестах против войны во Вьетнаме. В 1968 она уехала и путешествовала почти два года. На Таити Марисоль научилась подводному плаванию, занималась погружениями в разных океанах в период с 1968 по 1972. Подводный мир вдохновил Марисоль на создание серии скульптур из красного дерева. Ей нравились опасные и красивые рыбы — особенно акулы и барракуды.
Руководствуясь своим восхищением да Винчи в большей мере, чем религиозным чувством, Марисоль выполнила скульптурные композиции по мотивам «Тайной вечери» и «Мадонны со Св. Анной» в 1980-х.
Марисоль неизменно участвовала во многих персональных и групповых выставках. Она получила американское гражданство в 1963, но была выбрана представлять Венесуэлу на Венецианской биеннале в 1968.