Fue reconocida por protagonizar el filme de romance La ninfa constante de Edmund Goulding junto a Joan Fontaine, pero posteriormente no tuvo una carrera constante.
En 1941, Marshall se casó con el actor William Holden, quien adoptó a Virginia Gaines (nacida el 17 de noviembre de 1937 en la ciudad de Nueva York).
Marshall y Holden tuvieron dos hijos juntos, Peter Westfield "West" Holden (1943-2014) y Scott Porter Holden (1946-2005).
Después de varias separaciones, Marshall y Holden se divorciaron en 1971.
Marshall se mudó a Palm Springs, California en 1971.