Marlena Milwiw urodziła się w 1931 roku we Lwowie, jeszcze przed ukończeniem warszawskiej Państwowej Wyższej Szkoły Teatralnej w 1955 roku zadebiutowała na scenie. W Teatrze Nowej Warszawy zagrała Ruth w dramacie "Niemcy" Leona Kruczkowskiego. Przez cały czas aktywności zawodowej jej głównym zajęciem był teatr, ale pojawiała się również na dużym ekranie oraz w produkcjach telewizyjnych.
Później była związana z Wrocławskim Teatrem Pantomimy, Teatrem Rozmaitości oraz Wrocławskim Teatrem Współczesnym. Wykładała także w Akademii Muzycznej we Wrocławiu. Jej debiutem filmowym był natomiast "Jak być kochaną" w reżyserii Wojciecha Hasa z 1962 roku.
W 1999 roku wystąpiła jako baba w "Świecie według Kiepskich". Ta produkcja Polsatu po prawie 23 latach pożegnała się z widzami 16 listopada 2022 roku. Milwiw była jedną z aktorek, które pojawiły się w pierwszych odcinkach. W jakich jeszcze serialach grała Marlena Milwiw? "Świat według KIepskich" to tylko jeden z nich. Można ją było zobaczyć w niewielkich rolach np. w "Pierwszej miłości", "Warto kochać", a usłyszeć w animowanym serialu dla dorosłych "1000 złych uczynków".
Aktorka została odznaczona m.in. Złotym Krzyżem Zasługi (w 1978 roku) oraz Krzyżem Kawalerskim Orderu Odrodzenia Polski (1988). W 2007 wyróżniono ją Złotym Medalem "Zasłużony Kulturze Gloria Artis".
Milwiw była żoną lwowskiego pisarza, doktora i oficera Adama Barona. Jest matką saksofonisty jazzowego Piotra Barona, a także babką muzyków: Aleksandra Milwiw-Barona (Afromental) oraz Adama Milwiw-Barona (m.in. Pink Freud). Aleksander, znany też z jurorowania w "The Voice of Poland" w rozmowie z "Galą" opowiadał o babci:
Moja babcia pochodzi ze Lwowa, jest aktorką i ostatnim potomkiem rodziny Milwiw. Dlatego postanowiła zachować to nazwisko, kiedy wyszła za mąż za dziadka. Potem ten zwyczaj kontynuowaliśmy w męskiej linii. Wszyscy nazywamy się Milwiw-Baron. Przy okazji, Baron to moje nazwisko, a nie jakaś pretensjonalna ksywa.
91-letnia aktorka mieszka w Domu Artystów Weteranów Scen Polskich w Skolimowie.