Frank nasceu em Glendale, Califórnia, filho do músico Jack Marshall. Ele entrou no mundo do cinema quando seus pais o convidaram para uma festa de aniversário da filha da lenda do diretor John Ford em 1966. Lá, ele conheceu Peter Bogdanovich e logo concordou em trabalhar em seu primeiro filme, Targets (1968), mais tarde seguido por uma colaboração em The Last Picture Show (1971) e muitos outros filmes.
Continuando a ramificar-se na indústria, ele atuou como produtor de linha em The Last Waltz (1978) de Martin Scorsese e como produtor associado no thriller policial de Walter Hill, The Driver (1978). Marshall trabalhou pela primeira vez como produtor executivo no clássico cult de Hill, The Warriors (1979). Enquanto produzia o icônico Indiana Jones e os Caçadores da Arca Perdida (1981), ele conheceu Steven Spielberg e sua futura esposa Kathleen Kennedy, e o próprio Frank foi contratado para ingressar na Amblin Productions em 1980.
Ele continuou produzindo filmes memoráveis com Spielberg, incluindo Poltergeist (1982) e Twilight Zone: The Movie (1983) (enquanto Kennedy produziu separadamente E.T. the Extra-Terrestrial (1982)). Trabalhou como produtor executivo nas trilogias Indiana Jones e o Templo da Perdição (1984), Gremlins (1984), Os Goonies (1985) e Back to the Future (1985).
Casou-se com Kathleen Kennedy em 1987 e, depois de produzir vários filmes, estreou na direção de longas com Arachnophobia (1990). Reagindo ao sucesso de sua estréia na direção, ele deixou Amblin em 1991. Em 1992, The Kennedy / Marshall Company foi formada, e no ano seguinte eles lançaram seu primeiro filme Alive (1993), dirigido por Marshall. Kennedy e Marshall assinaram acordos com a Paramount em 1992, ao mesmo tempo em que a empresa foi formada. Sua produtividade só aumentou desde então, quando ele assumiu as funções primárias da produtora desde que Kennedy foi nomeado presidente da Lucasfilm em 2012.
