پنی مارشال در دهه 70 میلادی با مجموعه کمدی موقعیت «لاورن و  شرلی» ستاره شد، او بعدها در دهه 80 به کارگردانی روی آورد.

مارشال در سال 1988 تام هنکس را در فیلم «بزرگ» هدایت کرد، این فیلم برای تام هنکس نخستین نامزدی جایزه اسکار بازیگری را به ارمغان آورد. از فیلم «بزرگ» به عنوان اولین فیلم ساخته شده توسط یک زن در تاریخ سینما که توانسته است به رقم فروش بیش از 100 میلیون دلار دست پیدا کند، یاد می‌شود. مارشال در سال 1922  بار دیگر با فیلم «لیگ خودشان» توانست فیلمی موفق در گیشه را کارگردانی کند، «لیگ خودشان» نیز در گیشه بیش از 100 میلیون دلار فروش داشت.

مارشال در سال 1990 فیلم «بیدارشدگان» یا «بیداری‌ها» را با بازی رابرت دنیرو و رابین ویلیامز کارگردانی کرد، این فیلم نیز برای رابرت دنیرو بازیگر نقش اصلی فیلم، نامزدی جایزه اسکار را به همراه آورد.

در طول دوران فیلمسازی، مارشال ستارگان پرشماری مانند جینا دیویس، رابرت دنیرو، تام هنکس، ووپی گلدبرگ، رابین ویلیامز، مادونا، دنزل واشینگتن، رزی اودانل و ویتنی هیوستون را کارگردانی کرد.

پنی مارشال خواهر کوچک‌تر گری مارشال کارگردان مشهور آمریکایی و همسر سابق راب راینر کارگردان و بازیگر شناخته شده سینما بود.