Elle débute sa carrière dans les services du rectorat de l'académie de Corse, puis au lycée Diderot à Paris.

Après une expérience au Conseil régional d'Île-de-France en tant que cheffe du service des emplois TOS (techniciens et ouvriers de service), elle occupe la fonction de conseillère d'administration scolaire et universitaire au rectorat de l'académie de Paris, puis intègre la sous-direction des programmes budgétaires à la direction générale de la scolarité (DGESCO) au ministère de l'Éducation nationale (2008).

En 2010, elle est nommée secrétaire générale de l'inspection académique de la Drôme. Elle est ensuite successivement secrétaire générale de l'académie de Grenoble (2012), puis secrétaire générale de l'académie de Besançon (2014).

Marie-Laure Jeannin succède à François Bohn, nommé secrétaire général de la région académique Grand Est.