Marcelle Chantal naît dans une famille de banquiers et épouse en 1921 un riche américain, David Jefferson-Cohn. Dès 1920, elle tourne son premier film Le Carnaval des vérités de Marcel L'Herbier. Sous le nom de Marcelle Jefferson-Cohn, elle débute comme cantatrice à l'Opéra Comique dans La Vie de bohème, puis rencontre le succès à l'Opéra Garnier dans Thaïs.

Les cinéastes Tony Lekain et Gaston Ravel lui proposent alors d'interpréter au cinéma le rôle d'une intrigante dans Le Collier de la reine en 1929. Elle joue ensuite dans une vingtaine de films jusqu'au début des années 1950.

Dans l’entre deux guerres, elle connait un succès considérable. C’est une star avant la lettre du cinéma. Elle tourna sous la direction des plus grands, Marcel L'Herbier, Maurice Tourneur, Jacques Baroncelli, Victor Tourjansky, Pierre Chenal G.W. Pabst...

D’une beauté un peu froide et distinguée, elle représentait un achétype de la femme de l’époque. Son meilleur rôle est dans Baccara, du boulevardier Yves Mirande, en 1936, dans lequel elle donne la réplique à Jules Berry.