Marisa Musu abitava in Via Orazio, con la sua famiglia antifascista. Frequentava il liceo Mamiani.

Nel 1942, a sedici anni e ancora studentessa del liceo classico Mamiani, tramite Lucio Lombardo Radice, Marisa entra nell'organizzazione clandestina del Partito Comunista Italiano insieme ad Adele Maria Jemolo, sua compagna di studi e futura moglie di Lombardo Radice. Si iscrive alla facoltà di fisica dell'Università di Roma.

Sin da giovanissima svolge attività illegali contro il fascismo e, dopo l'armistizio, partecipa alla battaglia per la difesa di Roma facendo la staffetta del comando militare. È la più giovane della formazione partigiana (diciotto anni).

Il giorno 3 marzo 1944, è presente all'assassinio di Teresa Gullace. Nel trambusto che segue, la "gappista" Carla Capponi estrae la pistola e la punta contro l'uccisore ma è subito circondata dalle donne presenti ed arrestata dai tedeschi. Nella confusione, Marisa ha la prontezza di sottrarle l'arma e di infilarle in tasca la tessera di un'associazione fascista, grazie alla quale la Capponi riesce a convincere l'ufficiale che la interroga della sua estraneità all'azione e riacquistare la libertà.