Marley Shelton po raz pierwszy zwróciła na siebie uwagę widzów grając Margaret, ukochaną Tobey Maguire’a w filmie Miasteczko Pleasantville, dobrze przyjętym przez krytykę. Obecnie gra w kilku filmach będących na różnych etapach produkcji.
Niedawno można było ją oglądać w filmie Przyjaciele według scenariusza Paula Haggisa i w reżyserii Tony’ego Goldwina. Film opowiada o niepokojach zagrażających harmonijnej przyszłości pewnej udomowionej pary. Shelton gra razem z Zachem Braffem, Rachel Bilson i Jacindą Barrett.
Niedawno aktorka wystąpiła w wielkim przeboju kinowym Sin City reżyserowanym przez Roberta Rodrigueza. Wyprodukowany przez Dimension Films Sin City jest adaptacją serii czarnych komiksów Franka Millera, których akcja osadzona jest w Las Vegas. Sin City zostało wyprodukowane w kwietniu 2005 i zostało po raz pierwszy pokazane na ekranie na Festiwalu Filmowym w Cannes w tym samym roku. Shelton zagrała także w filmie Nie wracaj w te strony wraz z Samem Shepardem i Jessicą Lange. Film ten, reżyserowany przez Wima Wendersa, również miał swą premierę na Festiwalu w Cannes w 2005 roku.
W 2004 roku zobaczyliśmy Shelton w komedii Ciało potrzebne na gwałt w reżyserii Davida Caffrey’a. Grała tam u boku Johnny’ego Knoxville’a. Fabuła filmu, inspirowana przez prawdziwą historię, opowiada o poczynaniach Phila Kaufmana (Knoxville), managera Grama Parsonsa, który wykrada ciało muzyka z kostnicy i gna z nim do Kalifornii, by spełnić warunki pewnej umowy. Shelton zagrała ukochaną Kaufmana. W filmie wystąpili również Christina Applegate, Robert Forster i Michael Shannon.
W 2003 roku widzieliśmy Shelton w produkcji MGM/Greenestreet Films Dziewczyny z wyższych sfer, gdzie grała razem z Brittany Murphy i Dakotą Fanning.
W roku 2003 Shelton wystąpiła też razem z Marisą Tomei, Kyrą Sedgwick i Ronem Eldardem w komedii romantycznej Zaczyna się od pocałunku Fishera Stevensa. Zagrała też w komedii Touchstone Balonowy chłopak u boku Jake’a Gyllenhaala.
W 2001 roku Shelton wystąpiła w komedii wyprodukowanej dla New Line Sugar and Spice, którą reżyserował Francine McDougall. W tym samym roku Shelton zagrała w wyprodukowanym przez Warner Brothers thrillerze Walentynki. Producentem filmu był Dylan Sellers, scenariusz powstał w oparciu o powieść Toma Savage’a.
W 1999 roku Shelton wystąpiła razem z Chrisem O’Donnellem i Renee Zellweger w komedii romantycznej wyprodukowanej dla New Line – Kawaler, w reżyserii Gary’ego Sinyora. Można ją było również zobaczyć u boku Drew Barrymore i Davida Arquette’a w wyprodukowanym w 2000 roku w wytwórni Foxa obrazie Ten pierwszy raz.
W roku 1998 Shelton zagrała w krótkim filmie zatytułowanym Perfect-O-Man, którego była współproducentką, a który reżyserował jej ojciec, Christopher Shelton.
Shelton urodziła się i wychowała w Los Angeles, uczęszczała do UCLA, gdzie ukończyła specjalizację na wydziale Filmu i Teatru.