Marisa Sannia nasce a Iglesias il 15 febbraio del 1947. Dopo essere stata una giocatrice di basket di buon livello nel Cus Cagliari, viene anche convocata in nazionale), Marisa Sannia inizia la sua carriera musicale nei primi anni Sessanta vincendo un concorso per voci nuove che le permette di ottenere un contratto discografico con la Fonit Cetra.
Il suo talento venne notato da Sergio Endrigo che cerca di valorizzarlo, componendo per lei il pezzo d'esordio discografico Tutto o niente e promuovendo la sua partecipazione, nel 1967, a trasmissioni televisive come Scala reale e Settevoci.
La notorietà ricevuta dalle apparizioni televisive le consente di partecipare, nello stesso anno, a due musicarelli: I ragazzi di bandiera gialla e Stasera mi butto, al fianco di Giancarlo Giannini.

Dopo alcuni discreti successi e la partecipazione al Festivalbar del 1967, Marisa Sannia conosce la vera popolarità nel 1968, quando si classifica seconda al Festival di Sanremo con Casa bianca, scritta da Don Backy e cantata in coppia con Ornella Vanoni, che diverrà un grande successo, tanto da essere inserita nella colonna sonora del film "Alfredo Alfredo", di Pietro Germi.
Dopo il successo sanremese, Marisa Sannia pubblica il suo primo album. Seguono alcuni dischi di successo come Una lacrima, La compagnia (composta da Carlo Donida e Mogol e ripresa nel 1976 da Lucio Battisti e poi nel 2007 da Vasco Rossi), L'amore è una colomba, Com'è dolce la sera stasera e La mia terra.
Marisa Sannia lavora anche per il cinema e partecipa a varie manifestazioni canore, come Canzonissima del 1972, il Festival Internazionale di Musica Leggera di Venezia, Una Canzone per l'Europa in Svizzera e nuovamente a Sanremo nel 1970 ,nel 1971 e nel 1984.
Nei primi anni Settanta si dedica al teatro, partecipando a due musical di grande successo accanto a Tony Cucchiara e successivamente in alcuni lavori diretti da Giorgio Albertazzi. Sempre sotto l'ala protettrice di Sergio Endrigo, partecipa anche all'album L'arca, una raccolta di canzoni di Vinicius de Moraes dedicate all'infanzia. Nel 1973 pubblica un disco con canzoni tratte dai film di Walt Disney intitolato Marisa nel paese delle meraviglie.

Nel 1976 viene pubblicata la sua prima interessante raccolta come cantautrice intitolata La pasta scotta.
All'inizio degli anni Ottanta Marisa Sannia appare anche nello sceneggiato televisivo George Sand accanto a Albertazzi, Anna Proclemer e Paola Borboni e partecipa al film di Pupi Avati Aiutami a sognare. Nel 1984 il ritorno a Sanremo con Amore amore a cui seguì un lungo periodo di lontananza dalle scene.
Nel 1993 il ritorno con un disco in lingua sarda nel quale musica i versi di Antioco Casula, poeta sardo attivo nella prima metà del Novecento, dal titolo Sa ohe de su entu e de su mare. In seguito Marisa ritorna al teatro con Albertazzi in Le memorie di Adriano - Ritratto di una voce del 1995.
Nel 1997 incide il nuovo disco Melagranàda in collaborazione con lo scrittore contemporaneo Francesco Masala in una raccolta tratta dall'opera Poesias in duas limbas. Nel 2002 partecipa a Canzoni per te, disco tributo a Sergio Endrigo, interpretando Mani bucate.

Nel 2003 usce la terza raccolta in lingua sarda, Nanas e janas, con parole e musiche inedite scritte da lei stessa. Questa ricerca poetica e musicale è riassunta nel recital Canzoni tra due lingue sul cammino della poesia, presentato in importanti rassegne italiane ed estere come La Notte dei Poeti all'anfiteatro romano di Nora, al Festival di Taormina e nell'ambito della rassegna Roma Incontra il Mondo.
L'ultimo lavoro, pubblicato postumo e distribuito nel novembre 2008, di Marisa Sannia è Rosa de papel, dedicato alla vita e alla poesia di Federico García Lorca. Si tratta di una raccolta di 13 canzoni, particolarmente care alla cantante.Tra le canzoni alcune son autentici gioielli musicali come :"El nino mudo" e "Rosa de papel".
A causa di una improvvisa e grave malattia Marisa Sannia muore il 14 aprile 2008 e nell' agosto 2008 alla sua memoria viene dato il riconoscimento del premio "Maria Carta".