Som skådespelare är hon mest känd för att ha spelat Laverne i 70-talsserien "Laverne & Shirley", en spin-off på kultfilmen "Gänget och jag" som regisserades av hennes bror Garry Marshall.
Som regissör debuterade hon 1986 med spionkomedin "Jumpin' Jack Flash" med Whoopi Goldberg. Hennes film "Uppvaknanden" från 1990 med Robert De Niro i huvudrollen nominerades till en Oscar för bästa film.
Hon regisserade återigen Tom Hanks i "Tjejligan" från 1992, om när USA under andra världskriget startade en kvinnlig baseball-liga då många manliga spelare kallades in i kriget.
Hon var gift med regissören Rob Reiner mellan 1971 och 1981 och hade ett förhållande med sångaren Art Garfunkel under 80-talet. Marshall och den avlidna skådespelaren Carrie Fisher var nära vänner, och Marshall var gudmor till Fishers dotter Billie Lourd.
"Vår familj är förkrossad. Penny var en pojkflicka som älskade sport, pussel, att mixa Pepsi med mjölk och tillbringa tid med familjen", skriver Marshalls familj i ett uttalande.
Penny Marshall blev 75 år gammal och avled av komplikationer till följd av diabetes. Hennes bror Garry avled 2016.