马昕墨六岁便开始学习芭蕾舞，时间长达六年。12岁时，因出演芭蕾舞剧《白毛女》和《四小天鹅》被北京舞蹈学院老师看中，老师建议她报考北京舞蹈学院附中。但因当时初中成绩优异，父母拒绝了她北上求学的舞蹈梦。由于当时年纪小，她只能听从父母的安排专心完成学业。因从小学习舞蹈，在艺考之际，老师建议她报考北京电影学院表演系。经过几个月考前班的突击训练，2012年，她以优良的成绩的考入北京电影学院表演系。在校期间，还参演了繁星戏剧村话剧作品 。
2015年7月，与陈赫、王传君、甘婷婷、郑恺合作主演都市励志剧《明星兄弟》，在剧中饰演内心传统的米茜茜 。10月30日，由杨幂、鹿晗 、王景春、朱亚文等主演的青春悬疑片《我是证人》上映，她在片中客串饰演Jessica。
2016年5月起，担任综艺节目《大学生来了》长驻嘉宾。8月5日，由吴亦凡、韩庚、卢杉、周元主演的青春片《夏有乔木雅望天堂》上映，她在片中客串一位高中生。12月19日，与杨幂、董子健等合作主演的科幻爱情片《我是你的小幂phone》在腾讯视频播出，她在片中饰演万小涛的女友。
2017年9月，由沙溢、徐梵溪、斯琴高娃等主演的年代剧《平凡岁月》登陆北京卫视、安徽卫视播出，她在剧中饰演万锦秋的孙女万晓芊。随后，投身于学业中，进行封闭式充电。
2019年8月，客串由许鞍华执导的爱情片《第一炉香》 。9月，搭档舒淇、周一围主演爱情片《痞子爱人》并饰演罗曼雅。11月8日，由大鹏、柳岩、张子贤主演的剧情片《受益人》上映，她在片中饰演辣椒比赛主持人；25日，由张赫、王佳宇、魏哲鸣、刘忻等主演的动作医疗救援剧《极速救援》在湖南卫视首播，她在剧中出演勇敢果断的丁晓琪 。12月12日，与王学圻、昆凌、纪凌尘共同主演的动作灾难片《天·火》上映，她在片中饰演成熟干练的女企业家王倩薇 。
2020年3月19日，搭档董璇、耿乐主演的剧情片《北京女子图鉴之整容大师》上映，在片中饰演医生陈媛媛的朋友任倩 。4月10日，与宋伊人、张耀、屈菁菁等人合作主演的都市青春励志剧《全世界最好的你》播出，她在剧中饰演林兮迟好友、好学生聂悦 。12月16日，搭档完颜洛绒、 庄达菲主演爱情剧《她和他的恋爱剧本》，在剧中饰演罗开怀的朋友Linda 。
上海国际电影节天火之夜2015年，马昕墨前往美国California College of the Arts（加州艺术学院）电影制作专业深造 。