Marta Gastini è una delle poche attrici italiane che a soli 20 anni sia sbarcata ad Hollywood. E' stata infatti protagonista femminile del film Il rito, diretto da Mikael Hafstrom con Anthony Hopkins. L'attrice è stata protagonista anche della serie I Borgia per la televisione internazionale.
Marta Gastini nasce il 2 Ottobre 1989 ad Alessandria. Dopo aver conseguito a pieni voti la maturità classica, nel 2009 debutta come attrice interpretando 12 episodi della serie tv Il bene e il male su Raiuno. Prosegue la sua attività come protagonista insieme a Terence Hill nella miniserie in due puntate L'uomo che cavalcava nel buio, trasmessa sempre su Raiuno in prima serata. L'esordio sul grande schermo avviene il 18 Dicembre 2009 nel film per il cinema Io & Marilyn di Leonardo Pieraccioni, dove interpreta il ruolo di Martina, la figlia di Gualtiero Marchesi, interpretato dallo stesso Pieraccioni.
Nel 2010, a soli vent'anni, è una delle poche attrici italiane a sbarcare ad Hollywood. Marta è tra i protagonisti del film americano Il rito diretto da Mikael Hafstrom e prodotta dalla New Line Cinema di Los Angeles. Nel cast oltre allo straordinario Anthony Hopkins, Colin O'Donoghue, Toby Jones, Alice Braga e Maria Grazia Cucinotta.
Sempre nel 2010 Marta entra a far parte della prima serie per la tv internazionale dei Borgia, dove interpreterà il ruolo di Giulia Farnese. La serie è diretta dal regista nominato agli Oscar Oliver Hirschbiegel. Nei panni del protagonista, Rodrigo Borgia, l'attore americano John Doman.
Nell'autunno 2011 ha cominciato in Calabria le riprese del film La moglie del sarto, ambientato nell'Italia del sud degli anni '50, dove interpreta il ruolo della protagonista accanto all'attrice Maria Grazia Cucinotta. In occasione della 62. Mostra Internazionale del Cortometraggio di Montecatini Marta riceve il premio "Giovane Certezza del Cinema Italiano". Sempre nel 2011 viene candidata al Premio L'Oreal Paris per il cinema e al Nastro d'argento come Miglior attrice non protagonista per Il rito.
Grazie a Dario Argento seduce Dracula nel film Dracula 3D (2012) e nel 2013 partecipa all'esordio alla regia del giovane attore Simone Gandolfo, Cose cattive. Nel 2016 partecipa al film di Giuseppe Piccioni Questi giorni, in concorso alla 73. Mostra del Cinema di Venezia.
Dopo le commedie Moglie e marito e Bentornato Presidente!, interpreta la protagonista del film di Beniamino Catena Io sono Vera. Più recentemente è diretta da Neri Marcoré in Zamora (2024).