Frank, Glendale, California'da müzisyen Jack Marshall'ın oğlu olarak dünyaya geldi. Ailesi onu 1966'da yönetmenlik efsanesi John Ford'un kızı için düzenlenen bir doğum günü partisine davet edince sinema dünyasına adım attı. Orada Peter Bogdanovich ile tanıştı ve kısa süre sonra onun ilk filmi Hedefler'de (1968) çalışmayı kabul etti, daha sonra Son gösteri (1971) ve diğer birçok filmde işbirliği yaptı.Sektöre dalmaya devam ederek, Martin Scorsese'nin Son Vals (1978) filminde yapımcı ve Walter Hill'in suç gerilim filmi Sürücü (1978) filminde yardımcı yapımcı olarak görev yaptı. Marshall ilk olarak Hill'in kült klasiği Savaşçılar'da (1979) baş yapımcı olarak çalıştı. İkonik Kutsal Hazine Avcıları'nın (1981) yapımcılığını üstlenirken Steven Spielberg ve müstakbel eşi Kathleen Kennedy ile tanıştı ve Frank 1980'de Amblin Productions şirketine katıldı.Spielberg ile Kötü ruh (1982) ve Alacakaranlık Kuşağı: Film (1983) gibi unutulmaz filmlerin yapımcılığını sürdürdü (Kennedy ise E.T.'nin (1982) yapımcılığını üstlendi). Kamçılı Adam (1984), Gremlinler (1984), Define Avcıları (1985) ve Geleceğe Dönüş (1985) üçlemesinde baş yapımcı olarak çalıştı.1987'de Kathleen Kennedy ile evlendi ve çok sayıda filmin yapımcılığını üstlendikten sonra Arachnophobia ile ilk uzun metrajlı yönetmenlik deneyimini yaşadı: Örümcek Korkusu (1990) ile yaptı. İlk yönetmenlik denemesinin başarısına tepki göstererek 1991'de Amblin'den ayrıldı. 1992 yılında The Kennedy/Marshall Company kuruldu ve ertesi yıl Marshall'ın yönettiği ilk filmi Yaşamak İçin (1993) gösterime girdi. Hem Kennedy hem de Marshall 1992'de, şirket kurulurken Paramount ile anlaşma imzaladı. Kennedy'nin 2012'de Lucasfilm'in başkanlığına getirilmesinden sonra yapım şirketinin birincil görevlerini üstlenen Marshall'ın üretkenliği o zamandan bu yana daha da arttı.