一九五〇年出生於澳洲的採礦小鎮，高中畢業後進入醫學院，之後成為醫生、西澳大學微生物學教授。一九八一年與羅賓・華倫相遇，就此開始幽門螺旋桿菌的研究。
馬歇爾與華倫發現了胃潰瘍由幽門螺旋桿菌所引起，並且能用抗生素治療，因此共同獲得二〇〇五年諾貝爾生理醫學獎。他們一開始提出這個理論時，受到許多質疑。為了取信於大眾，馬歇爾利用自己進行人體實驗，喝下細菌後的第三天，果然發病，並從他的胃中發現了幽門螺旋桿菌，驗證了他們的假說。
馬歇爾也獲得了世界各地醫學界的諸多獎項，並成為英國皇家學會的成員，牛津大學也授予他榮譽科學博士學位。目前他仍持續進行幽門螺旋桿菌的研究，鑽研其流行病學、基因、診斷以及治療方法。馬歇爾與華倫獲得諾貝爾獎之後，於二〇〇七年設立馬歇爾研究中心，進行各式各樣的醫學研究。