Marianne Thorsen har vært solist med alle de store norske orkestrene, og i utlandet blant andre BBC Symphony, Philharmonia, City of Birmingham, Stockholm-filharmonien og Orchestre de la Suisse Romande. Hun har flere kritikerroste innspillinger, har vunnet spellemannprisen for sin innspilling av Mozarts fiolinkonserter, og vært nominert til Grammy-prisen med Kleibergs fiolinkonsert

Marianne hadde i mange år en fast stryketrio og er en svært aktiv kammermusiker i alle format. Thorsen har ellers undervist en årrekke ved NTNU i Trondheim og Royal Academy of Music i London.