Marshall ble født James David Greenblatt i bydelen Queens i New York City. Hans foreldre jobbet innen underholdningsindustrien. Hans far er film- og TV-produsenten William R. Greenblatt og hans mor hadde en fremtredende posisjon ved Radio City Music Hall.[2]
Marshall TV-debuterte i 1985 i en gjesteopptreden i krimserien Murder, She Wrote. I perioden 1986 til 1989 hadde han flere gjesteopptreden i ungdomsserien CBS Schoolbreak Special. I perioden 1989–1991 hadde han flere opptredener i familieserien Growing Pains. Fra 1990 til 1991 spilte han rollen som den følsomme outsideren James Hurley i serien Twin Peaks. Han gjentok rollen i filmen Twin Peaks: Fire Walk with Me (1992) og i tredje sesong av serien (2017). Han har også spilt i flere TV-filmer, blant annet Nightbreaker (1989), The Ticket (1997) og Alien Lockdown (2004).