După ce a jucat câteva roluri mici în televiziune a fost aleasă să o interpreteze pe Laverne DeFazio în sitcomul Laverne and Shirley. Un mare succes, serialul a rulat din 1976 până în 1983, iar Marshall a primit trei nominalizări la Globul de Aur pentru interpretarea ei.
Ulterior ea a devenit regizoare de film, realizând producții ca Big (1988), primul film regizat de o femeie și care a avut încasări de peste 100 milioane $, Revenire la viață (1990), care a fost nominalizat la Premiul Oscar pentru cel mai bun film și A League of Their Own (1992). De asemenea, a fost producătoarea unor filme ca Cinderella Man (2005) și Bewitched (2005), cât și a unor episoade din serialul According to Jim (2009).
Penny Marshall era născută pe 15 octombrie 1943, în Bronx, New York. Ea s-a stins din viaţă în locuinţa sa din Hollywood Hills, în urma unor complicaţii ale diabetului.