Elle est la fille de l’actrice française Micheline Presle et de l’acteur-réalisateur américain William Marshall, qui apparut dans des films des années 40 et 50. Enfant, Tonie a vu sa mère « faisant des films et étant invitée un peu partout », et la vie d’une actrice l’a impressionnée. Tonie apparaît dans plus d’une quinzaine de films ou mini-séries télévisées à la fin des années 70. Elle travaille en ce temps avec des réalisateurs réputés comme Claude Zidi et des stars comme Daniel Auteuil et Richard Bohringer.
En 1988, elle apparaît dans les mini-séries françaises
Palace. Puis, cherchant une reconversion hors du cinéma, elle entame une carrière d’enregistreuse de voix pour les radios commerciales, où elle était capable de travailler entre les mondes de la comédie et de l’écriture, et éventuellement comme script. Elle débute comme scénariste/réalisatrice en 1989 avec la comédie policière
Pentimento.
Quatre ans plus tard, elle écrit et réalise
Pas Tres Catholique qui reçoit une très bonne critique en France et est promu dans les Festivals américains. Elle réalise ensuite
Enfants De Salaud en 1996 avec Nathalie Baye dans la distribution.
Mais, c'est
Vénus Beauté (institut) en 1999 qui établit Marshall comme une force du cinéma français, pour lequel elle reçoit le
César du meilleur film. Elle réalise ensuite
Au Plus Pres Du Paradis et
France Boutique et crée la série dérivée de
Vénus Beauté (institut) :
Vénus & Apollon.
En 2008, elle réalise
Passe-passe et on peut la voir dans
Musée Haut, Musée Bas.