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Après avoir été sous contrat à la Warner Bros. jusqu'en 1941, William Marshall est mobilisé à l'entrée en guerre des États-Unis et entre dans l'armée de l'air avec le grade de lieutenant-pilote. Au lendemain de la guerre, il est sous contrat à la 20th Century Fox, et participe, de 1945 à 1949, comme acteur et metteur en scène, à vingt-quatre films.
En 1946, il se rend en Europe et joue un rôle actif dans les milieux cinématographiques. En 1949, il s'associe avec Errol Flynn pour une série de films qui sont réalisés en Europe.
En 1966, il fonde la Motion Picture Studios qui s'installe à la Jamaïque.
C'est en 1967 que William Marshall entreprend d'écrire La Combine (The Deal), roman fondé sur son expérience du milieu cinématographique en Europe et à Hollywood.
Pour ce livre, l'auteur s'est vu décerner le Critics Circle Award et l'Editors Award. Il essaie alors de l'adapter ou le faire adapter cinématographiquement notamment en France, sans succès.
En 1983, il retente l'aventure de l'écriture avec La Sixième Saison, qui se veut un récit autobiographique depuis son arrivée à Los Angeles de sa carrière hollywoodienne peuplée de super-stars, de producteurs milliardaires et de réalisateurs; ses rencontres avec les plus grands, ses productions, ses mariages successifs - avec Michèle Morgan, Micheline Presle, Ginger Rogers, ses réussites et ses échecs. À la suite d'une plainte de Michèle Morgan pour atteinte à la vie privée, la justice française ordonne d'amputer le livre de plusieurs pages.
En 1942, William Marshall épouse l'actrice française Michèle Morgan, avec laquelle il a un fils, Mike Marshall (1944-2005), lui-même acteur. Ils divorcent en 1948.