Figlia di Anthony Wallace Marshall, (un [[Produzione cinematografica|produttore cinematografico]] [[Stati Uniti d'America|statunitense]] figlio di immigrati [[italia]]ni che nacque con il cognome ''Masciarelli'') e di Marjorie Irene Ward, (un'insegnante di danza statunitense di origini [[Scozia|scozzesi]] e [[Inghilterra|inglesi]].), Èè sorella del regista [[Garry Marshall]]. Inizia a recitare nel [[1968]], ma diventa famosa grazie al ruolo di Laverne de Fazio nellanel telefilm ''[[Laverne & Shirley]]'', ruolo che interpreterà dal ([[1976]] al -[[1983]]).
Diventa regista, dirigendo [[Whoopi Goldberg]] in ''[[Jumpin' Jack Flash (film)|Jumpin' Jack Flash]]'' del ([[1986]],) nel [[1988]] dirigee [[Tom Hanks]] in ''[[Big (film)|Big]]'' ([[1988]]), mentre nel [[1990]] è alla regia direalizza ''[[Risvegli]]'' con [[Robert De Niro]] e [[Robin Williams]]. Tra gli altri film da lei diretti, ''[[Ragazze vincenti]]'', ''[[Mezzo professore tra i marines]]'', ''[[Uno sguardo dal cielo]]'', e ''[[I ragazzi della mia vita]]''.
È stata sposata, dal [[1971]] al [[1981]] con il regista [[Rob Reiner]].
Muore nella sua casa di Hollywood all'età di 75 anni per complicazioni derivanti dal diabetes.diabete<ref>{{cita web|url=https://newjobhunter.blogspot.com|titolo=Penny Marshall Dead at 75|sito=TMZ|lingua=en|accesso=2018-12-18}}</ref>.
