Маршелин окончила среднюю школу в Беверли-Хиллз.
Начало её карьеры приходится на начало 1970-х годов. Она снималась в кино и продюсировала фильмы.
В 1978 году во время бракоразводного процесса с Войтом Маршелин начала встречаться с режиссёром Билли Дэйем. Они расстались после 12 лет отношений, за время которых у Маршелин произошло несколько выкидышей.
На момент смерти Маршелин была замужем, её супругом был Том Бессамра.
У Маршелин — шестеро внуков, дети её дочери Анджелины Джоли и Брэда Питта.
В конце 1990-х годов Маршелин Бертран поставили диагноз рак яичников. В последние годы жизни она вела практически затворнический образ жизни — на публике не появлялась, интервью не давала и скончалась в 56-летнем возрасте 27 января 2007 года в Лос-Анджелесе (штат Калифорния, США).