Née en France, Marie Théaudin fait ses études prégraduées de médecine à Rennes, où elle est chaque année primée comme major de promotion. Sur 3500 candidats au concours français de l’internat, elle est classée parmi les 10 meilleurs et effectue sa formation clinique (internat) à Paris, où elle obtient le titre de neurologue en 2006. Ses résultats au concours de l’internat lui permettent d’obtenir une bourse (« médaille d’or ») pour une année de recherche (master de neurosciences), qu’elle effectue dans le laboratoire du Pr Lubetzki à la Pitié Salpêtrière de 2003 à 2004. À partir de 2006, elle travaille comme médecin cadre dans le service de neurologie du CHU Bicêtre à Paris, avec une double compétence en neuropathies périphériques et pathologies inflammatoires du système nerveux central. En 2012, elle obtient le titre de Docteur en neurosciences (PhD) à l’université Paris XI. En 2013, elle complète sa formation par un post doctorat clinique et de recherche à l’université de Toronto, Canada, sur la sclérose en plaques. De retour en France en 2014, elle est nommée Maître de Conférence des Universités à Rennes en septembre 2016 puis médecin cadre au Service de neurologie au CHUV en février 2017. Depuis juillet 2024, elle est Professeure associée à l’UNIL.
Marie Théaudin est une spécialiste des pathologies neuro-inflammatoires du système nerveux central et périphérique (sclérose en plaques, NMOSD, polyradiculonévrite chronique et autres neuropathies inflammatoires). Elle est également spécialiste des neuropathies amyloïdes héréditaires (elle a travaillé pendant 10 ans dans le centre national de référence parisien pour cette pathologie, au CHU de Bicêtre).
Depuis août 2021, elle est médecin adjointe, responsable de l'Unité Nerf Muscle au sein du Service de neurologie.
Marie Théaudin a une activité de recherche clinique en pathologie neuromusculaire (notamment sur les neuropathies amyloïdes familiales) et en Neuro-immunologie, à partir du registre de patients suivis au CHUV pour une sclérose en plaques ou une maladie inflammatoire du système nerveux central.
Dotée d'une formation en pédagogie médicale et en éducation thérapeutique des patients, Marie Théaudin est la référente de la neurologie auprès de la Faculté de biologie et de médecine. Elle est en particulier impliquée dans l’enseignement clinique des étudiants en médecine et dans l’organisation de l’examen fédéral de médecine.