Si elle s’illustre davantage sur grand écran, Arnaud Desplechin, alors jeune réalisateur, qui la fait jouer dans les films La Vie des morts, La Sentinelle et Comment je me suis disputé… Plusieurs années après leur séparation, le cinéaste s’est inspiré de leur relation et des drames personnels de son ex-compagne pour écrire et réaliser le film Rois et Reine (sorti en 2004).

Prévenue avant même le début du tournage, Marianne Denicourt a ouvertement reproché à Arnaud Desplechin l’utilisation d’éléments douloureux de sa vie dans un livre intitulé Mauvais génie (en 2005). Un différend personnel et artistique qui s’est terminé devant le tribunal de grande instance de Paris. L’actrice qui demandait 200 000 euros de dommages-intérêts a finalement été déboutée.