Nata a Roma, ha iniziato a suonare il piano a cinque anni e si diploma in musica classica al Conservatorio di Santa Cecilia di Roma. Marcotulli ha iniziato la sua carriera professionale nei primi anni '80 e ha realizzato la sua prima registrazione nel 1984. Nel 1987 Marcotulli è stata nominata dalla rivista Musica Jazz “Miglior Nuovo Talento“. Nel 1989 entra a far parte del gruppo di Billy Cobham con il quale si esibisce in tutto il mondo e nel 1992 entra a far parte del gruppo Dewey Redman con il quale collabora per 15 anni suonando in tutta Europa e Sud America. Marcotulli si è poi trasferita in Svezia, dove ha collaborato con musicisti del nord Europa come: Palle Danielsson, Marilyn Mazur, Jon Christensen, Nils Petter Molvaer, Anders Jormin, Tore Brumborg, Bobo Stenson e John Taylor. Questo ha influenzato il suo modo di comporre. Tornata in Italia partecipa ad un lungo tour con Pino Daniele e Pat Metheny. Ha inoltre partecipato alla realizzazione del film “Basilicata coast to coast”, per il quale ha lavorato alla colonna sonora. Grazie a questo lavoro Marcotulli ha ricevuto il Golden Ciak nel 2010, il Nastro d'Argento per la migliore colonna sonora, il David di Donatello per il miglior musicista nel 2011 (prima donna in assoluto a ricevere questo premio) e il Top Jazz Award 2011 come miglior artista jazz italiano secondo la rivista Musica Jazz. Nel febbraio 2013 è stata membro della giuria di qualità alla 63a edizione del Festival di Sanremo.