Après un passage par le Cours Florent, Mariama Gueye décroche très vite un rôle de premier plan dans la série de France 2 La Smala s'en mêle. Dans cette comédie familiale, elle prête ses traits à Nelly Garnier, la fille adoptive de Michèle Bernier, en quête de ses origines sénégalaises. Jean-Michel Correia la choisit ensuite en 2014 pour jouer dans Sous X, sa première réalisation sur la réinsertion d'un ex-détenu à la recherche de ses origines. Dans ce long-métrage, son personnage, qui tombe sous le charme du protagoniste, est une fille issue de quartiers difficiles entreprenant des études supérieures.

En 2019, Mariama Gueye se retrouve derrière les barreaux pour les besoins du thriller de M6 Prise au piège, avec Elodie Fontan. Elle y joue Fatou, la sbire de Manon Azem, la rivale de l'héroïne au sein du pénitencier. La comédienne change de registre au gré de ses multiples projets. Dans la comédie Selfie, explorant l'addiction aux nouvelles technologies, elle est l'épouse de Sébastien Chassagne dans le cadre du segment intitulé "Smileaks". Le public la découvre en mars 2021 dans Gloria, une mini-série de TF1 avec Cécile Bois en tête d'affiche. La jeune femme se glisse cette fois dans la peau d'une avocate qui aide l'héroïne à se sortir d'une mauvaise passe. France 3 la recrute dans la foulée pour la coproduction européenne Crossroads, avec Alexia Barlier et Thomas Jouannet en parents dévastés par la disparition de leur fils.

Les abonnés Netflix la découvrent en mars 2022 au générique de Drôle, la nouvelle comédie de Fanny Herrero sur une bande de jeunes qui tentent de percer dans le redoutable milieu du stand-up. Elle y joue Aïssatou, une jeune maman travaillant dur pour faire ses preuves en tant qu'humoriste.

Pascal Muscarnera