Pada April 1955, Marshall mengetuai parti politik sayap kiri, Barisan Buruh untuk memenangi dengan margin yang kecil pilihan raya umum 1955 untuk Dewan Undangan Singapura. Beliau menubuhkan pemerintah minoriti dan menjadi Menteri Besar. Namun, beliau mengetuai sebuah pemerintah yang goyah dan sering tidak mendapat kerja sama daripada pihak penjajah British mahupun parti-parti politik tempatan. Pada Mei 1955, Rusuhan Bas Hock Lee tercetus dan empat orang terkorban.

Pada April 1956, Marshall memimpin delegasi ke London untuk meminta hak memerintah sendiri namun perundingan dengan British gagal kerana pihak penjajah khuatir akan pergolakan pekerja serta pengaruh komunisme yang semakin berleluasa. Selepas mesyarat itu, Marshall meletakkan jawatan dan berkata "Saya telah gagal dalam misi Merdeka". Menggantikan Marshall sebagai Menteri Besar ialah Lim Yew Hock, yang telah bersikap tegas dengan kesatuan-kesatuan sekerja di negara itu.

Selepas bersara, Marshall melawat negara China selama dua bulan atas undangan Zhou Enlai, perdana menteri China pada masa itu. Di sana, Marshall berjaya meyakinkan Zhou dan pemerintahnya untuk melepaskan 400 orang Yahudi dari Rusia yang tidak dibenarkan untuk meninggalkan negara itu.[4]

Selepas dia kembali dari China, Marshall kekal sebagai anggota barisan belakang di Dewan Undangan sebelum dia meninggalkan parti Barisan Buruh pada 1957 untuk menubuhkan Parti Pekerja Singapura (WP).

Parti Pekerja Singapura telah ditubuhkan oleh Marshall pada 7 November 1957 dan beliau berjaya memenangi pilihan raya kecil di kawasan undi Anson pada 15 Julai 1961.[5]

Marshall tewas di kawasan undi SMC Cairnhill setelah dikalahkan oleh Lim Yew Hock, Menteri Besar, dalam pilihan raya umum 1959 sebagai kandidat Parti Pekerja tetapi memenangi pilihan raya umum di kawasan undi SMC Anson pada tahun 1961. Selepas beliau kalah sekali lagi dalam pilihan raya umum 1963 sebagai calon bebas, Marshall kembali ke sektor guaman. Namun, beliau masih berkecimpung dalam bidang politik walaupun pucuk pimpinan partinya telah diambil alih oleh J. B. Jeyaretnam pada 1972.

Dari 1978 hingga 1993, Marshall berkhidmat sebagai duta besar Singapura di Perancis, Portugal, Sepanyol dan Switzerland. Sebagai duta besar, Marshall sering mempertahankan kepentingan Singapura walaupun tidak bersefahaman dengan pemerintah Lee Kuan Yew. Beliau bersara dari bidang diplomatik pada tahun 1993.[6]