Marley Shelton captó la atención de los directores con su papel de Margaret, el amor de Tobey Maguire en la película Pleasantville para New Line Cinema, y continúa apareciendo en papeles que dan muestra de su versatilidad como actriz. Actualmente protagoniza la serie de Jerry Bruckheimer para CBC, La Hora Once, en el papel femenino estrella como Rachel Young.
Durante este año también ha hecho la película independiente Untittle, dirigida por Jonathan Parker, en la que hace de Madeleine, una propietaria de una galería de arte en Chelsea, que se enamora de un compositor de música, interpretado por Adam Goldberg. La película está prevista para el 18 de septiembre de 2009 y la distribuirá The Samuel Goldwyn Company. Hemos podido verla recientemente en la comedia del director Sebastian Gutierrez, Women in Trouble, que se presentó este año en el Festival de Cine Southwest. Shelton hace el papel de Cora, dentro de un reparto en el que aparecen Josh Brolin, Carla Gugino, Connie Britton, Emmanuelle Chriqui, Simon Baker, Joseph Gordon-Levitt y Adrianne Palicki, que narra la vida de 10 mujeres de Los Angeles a lo largo de un día. También este año, aparecerá en el film del director Tim Chambers, Our Lady of Victory, que actualmente está en post-producción, en la que Shelton interpreta a la Hermana Sunday, una monja de un colegio católico de chicas de los setenta. Otros protagonistas de la cinta son Carla Gugino, Ellen Burstyn y David Boreanaz.
Otros de sus notables trabajos son: la película biográfica W de Oliver Stone, y en la doble colaboración con el dueto Robert Rodriguez/Quentin Tarantino en Grindhouse Present: Planet Terror de Rodriguez, como la Dra. Dakota Block y Death Proff, en la que tiene un sorprendente cameo con Tarantino. Weinstein Co. lanzó la película el 6 de abril de 2007. Hizo también El Ultimo Beso, escrita por Paul Haggis y dirigida por Tony Goldwyn para Dreams Works. Shelton compartió pantalla con Zach Braff, Rachel Bilson y Jacinda Barrett.
Shelton había trabajado anteriormente con el director Robert Rodriguez en la taquillera película Sin City. Producida por Dimension Films, Sin City, es una adaptación de la serie de novelas criminales de Frank Miller. Se estrenó en abril de 2005 y se presentó en el Festival Internacional de Cine de Cannes de ese año. Marley también ha trabajado para Sony Pictures Classics en Llamando a las Puertas del Cielo, con Sam Shepard y Jessica Lange. La película fue dirigida por Win Wenders y también se presentó en el Festival Internacional de Cine de Cannes en 2005.
En 2004, Shelton participó en la comedia Grand Theft Parsons junto a Johnny Knoxville del director David Caffrey. Inspirada en una historia real, la película trata sobre el manager de Gram Parsons, Phil Kaufman (Knoxville), que roba del tanatorio el cuerpo del músico, y se lo lleva a California intentando cumplir la promesa que le hizo en vida. Shelton interpreta a la novia de Kaufman. En el film también actúan Christina Applegate, Robert Forster y Michael Shannon.
En 2003, Shelton hizo para MGM, Uptown Girls, junto a Brittany Murphy y Dakota Fanning. Dirigida por Boaz Yakin, esta comedia se centra en una persona muy conocida por la sociedad de New York (Murphy), que acepta un trabajo como niñero después de perder un fajo con una gran cantidad de dinero.
En 2003, Shelton coprotagonizó junto a Marisa Tomei, Kyra Sedgwick y Ron Eldard la comedia romántica Sólo Un Beso, del actor-director Fisher Stevens. Para Touchstone Picture, hizo El Chico de la Burbuja, como mujer que provoca que su vecino y admirador secreto, un joven sin sistema inmunológico (Jake Gyllenhaall), viaje hasta las Cataratas del Niágara dentro de una burbuja de plástico, para evitar que ella se case con otro. La cinta dirigida por Blair Hayes, la película fue escrita por Cinco Paul y Ken Daurio.
Shelton protagonizó la comedia para New Line, Sugar & Spice del director Francine McDougall y del productor Wendy Finerman. Junto a Mena Suvari, Marla Sokoloff y James Marsden, interpreta a una popular animadora que se queda embarazada del quarterback, dando un giro a su vida donde incluso llega a delinquir, para poder continuar con el estilo de vida al que estaba acostumbrada. Ese mismo año, hizo para Warner BROS, el thriller de suspense Un San Valentín de Muerte, producida por Dylan Sellers y basada en la novela de Tom Savage. Junto a David Boreanaz, Denise Richards y Jessica Capshaw, interpreta a Kate Davies, una periodista que al igual que otros tres amigos de colegio, están amenazados de muerte por un asesino que reclama venganza después de una broma que le hicieron el Día de San Valentín.
En 1999 junto a Chris ODonnell y Renée Zellweger hizo la comedia romántica para New Line, The Bachelor, dirigida por Gay Sinyor. En ella interpreta a la hermana que apoya constantemente a Zellweger, en una adaptación de la comedia de Buster Keaton de 1925, Seven Chances. También ha participado junto a Drew Barrymore y David Arquette en la película para Fox 200 Pictures, Nunca Me Han Besado.
En 1998, Shelton co-produjo y protagonizó el corto Protect-O-Man, dirigido por su padre Christopher Shelton. Es una comedia de humor negro acerca de una agorafóbica que se siente amenazada por la presencia de un acosador que merodea por su vecindario. Ella busca protección extra y consuelo en una muñeca hinchable de plástico de la que finalmente acaba por enamorarse.
Nacida en Los Angeles, Shelton fue a la Universidad de UCLA donde se especializó en cine y teatro. Hizo pequeños papeles y apariciones en películas de cine, televisión y en series. Su hobby se convirtió en pasión mientras estudiaba interpretación con Larry Moss, y como resultado, decidió continuar con su carrera de actriz.
Shelton debutó en Grand Canyon, El Alma de la Ciudad. Otros de sus trabajos son Historia de un Verano, el papel de Trisha Nixon Cox en Nixon, con Anthony Hopkins y también fue protagonista en Warriors of Virtue.