Margrét Vilhjálmsdóttir útskrifaðist frá Leiklistarskóla Íslands árið 1994 og hefur síðan þá leikið í fjölda leiksýninga hjá Þjóðleikhúsinu, Borgarleikhúsinu og leikhópum, sem og í kvikmyndum. Hún hefur einnig leikstýrt eigin sýningum.
Margrét leikstýrði eigin verkum á Listahátíð í Reykjavík, Gyðjunni í vélinni ásamt Vatnadansmeyjafélaginu Hrafnhildi í varðskipinu Óðni árið 2007 og Orbis terræ-ORA í Þjóðmenningarhúsinu árið 2009 á Listahátíð í Reykjavík, sem og Hnykli í Norðurpólnum árið 2009.
Í Þjóðleikhúsinu hefur Margrét meðal annars leikið í Lé konungi, Ívanov, Sædýrasafninu, Sumardegi, Dínamíti, Eldhúsi eftir máli, Átta konum, Önnu Kareninu, Krítarhringnum í Kákasus, Sjálfstæðu fólki, Poppkorni, Grandavegi 7, Ketti á heitu blikkþaki, Leitt hún skyldi vera skækja, Tröllakirkju og Don Juan.
Hjá Leikfélagi Reykjavíkur lék Margrét meðal annars í Óskinni, Dökku fiðrildunum, Tvískinnungsóperunni, Ófælnu stúlkunni og Línu langsokk. Hún lék í Rómeó og Júlíu hjá Vesturporti og fór með hlutverk Margarítu í uppsetningu Hafnarfjarðarleikhússins á Meistaranum og Margarítu. Hún lék í Hárinu hjá Flugfélaginu Lofti .
Margrét hefur leikið í fjölda kvikmynda, meðal annars í Brúðgumanum, Blóðböndum, Mávahlátri, Mömmu Gógó, Kóngavegi 7, Duggholufólkinu og Fálkum.
Margrét hlaut Grímuna - Íslensku leiklistarverðlaunin fyrir leik sinn í Lé konungi og var tilnefnd til sömu verðlauna fyrir leik sinn í Ívanov, Dínamíti og Eldhúsi eftir máli. Margrét hlaut Edduverðlaunin fyrir leik sinn í Mávahlátri og var tilnefnd fyrir leik sinn í Fálkum og Brúðgumanum. Hún hlaut Stefaníustjakann fyrir störf sín að leiklist árið 1997.
Margrét leikur Svörtum hundi prestsins og Vesalingunum í Þjóðleikhúsinu í vetur.
(Febrúar 2012).