Marley Eve Shelton se narodila v roce 1974 v Kalifornii. Její matka je učitelka a bývalá zpěvačka, otec pracuje jako producent a režisér. Marley má tři sestry, z nichž mladší Samantha Shelton je rovněž herečka. Na střední škole dělala Marley roztleskávačku a byla zvolena královnou maturitního plesu. V této době začala také koketovat s herectvím. První menší roli dostala ve filmu GRAND CANYON (1991). O dva roky později na sebe víc upozornila rolí plavčice ve filmu PLÁCEK. Ve stejném roce se objevila i v televizní sérii ANGEL FALLS, kde mj. hrála po boku Jamese Brolina nebo Kim Catrall. Následovaly tv filmy, z nichž nejvýrazněji se zapsala v HERCULES V PODSVĚTÍ a KDYŽ PŘÁTELSTVÍ ZABÍJÍ.
V dalších letech se soustředila na nezávislé projekty jako DALLAS 323 nebo GRAND THEFT PARSONS. Snímek MOVING ALAN režíroval její otec a Marley si v něm zahrála se svou sestrou Samanthou. V SIN CITY – MĚSTO HŘÍCHU ztvárnila roli ženy, kterou na začátku zastřelí Josh Hartnett. Dál pokračovala ve vedlejších rolích ve filmech NECHOĎ KLEPAT NA DVEŘE a POSLEDNÍ POLIBEK.
Marleyina zatím poslední role (Dr. Dakota Block) byla v Rodriguezově a Tarantinově společném filmovém projektu GRINDHOUSE: AUTO ZABIJÁK a PLANETA TEROR. V roce 2001 si vzala televizního a filmového producenta Beau Flynna, který ji pomohl obsadit v komedii BUBLIŇÁK.