Yoanna Marilleaud commence sa formation théâtrale au Conservatoire régional de la Roche-sur-Yon. Elle poursuit ses études à Paris et obtient une licence théâtrale à la Sorbonne Nouvelle, Paris III. En parallèle, elle prend des cours de théâtre et de chant au conservatoire Francis Poulenc (Paris 16e) avec les professeurs Erik Jakobiak et Laurent Mercou. En 2012, elle entre à l’Ecole Supérieure d’Art dramatique de Paris où elle se forme pendant trois ans sous la direction de Jean-Claude Cotillard et de Serge Tranvouez, une formation pluridisciplinaire où se confirme son goût pour le théâtre physique et la création collective. 

À la sortie de l’école, elle co-fonde le collectif l’Improbable avec la comédienne et metteuse en scène Marine Garcia-Garnier. Elles créent ensemble plusieurs spectacles dont le dernier, « Suzanne », qui aborde la question de l’isolement des personnes âgées dans notre société, tourne actuellement sur le territoire vendéen. En parallèle, Yoanna travaille en tant que comédienne avec différentes compagnies telles que le Théâtre de la Véranda, le Théâtre du Mouvement, le Temps de Vivre, Adhok, le Coup Monté, le Sens Opposé, le None Quartet, Opéra Nomade et l’Orchestre Nouvelle Europe. Elle est également assistante à la mise en scène pour les compagnies Paon dans le Ciment et Opéra Nomade. 

Actuellement elle joue dans « Le Nid » et « L’Envol » avec la compagnie danse-théâtre de rue Adhok, « Suzanne » avec le collectif l’Improbable, « Siamo, histoires de fugues » et « La folle allure » avec la Compagnie du Coup Monté. Avec cette compagnie, elle mène en parallèle plusieurs projets pédagogiques avec des collégiens et des lycéens sur le thème de la fugue et du récit de soi, en partenariat avec le théâtre de la Bastille et la Maison des Métallos. Elle joue également cette saison dans les spectacles jeune public « Hänsel, Gretel et peut-être une sorcière » et « La Petite Flûte Enchantée » avec Opéra Nomade (direction Amaury Du Closel), « Gilgamesh, mélodie de la mémoire » et « La Boîte à Joujoux » avec le None Quartet (direction Magali Parmentier Grillard). Elle donne aussi des ateliers pour adultes et enfants au Studio théâtre de Charenton. 

En 2024, Yoanna Marilleaud participe au projet fieffé “Musique et cinéma dans les Provinces” en partenariat avec la Maison Olympe de Gouges et la Fondation VINCI pour la Cité. Pendant 4 mois, elle monte ainsi un programme musical et théâtral avec les habitants du quartier aux côtés du pianiste Ludovic Bertaut et de la chanteuse Zoé Gosset, en vue du concert de clôture de l’été donné à l’église Saint-Pierre-et-Saint-Paul de Cherbourg-Octeville.