Nato e cresciuto a New York, e è il più giovane di dieci fratelli. Dopo la laurea presso la famosa Scuola di Performing Arts di New York, Marlon ha studiato alla scuola di cinema della Howard University. Da lì, Marlon ha fatto il suo debutto come attore nel 1989 nel lungometraggio di suo fratello Keenan Ivory Wayans I'm Gonna Get You Sucka. Subito dopo il suo debutto cinematografico Marlon si è spostato verso ovest per unirsi al cast della serie comica premiata con un Emmy, In Living Color. Nel 1990, il giovane Marlon ha creato e interpretato la sitcom The Wayans Bros., che è stata trasmessa dalla WB per cinque anni.
Ha recitato nei film Pioggia di soldi e Above the Rim, e poi ha scritto, è stato produttore esecutivo, e ha recitato nella commedia di successo Un ragazzo veramente speciale. Marlon lavora spesso con il fratello Shawn e ha recitato sul grande schermo nella commedia Wayans Bros., White Chicks, che ha co-scritto e di cui è co-produttore esecutivo per la regia di suo fratello Keenen Ivory.
Il genere parodistico è il suo pane quotidiano: Marlon ha recitato in Un canestro per due (Disney /Touchstone) e Senseless con David Spade e Matthew Lillard. Ha anche recitato nel film, adattamento del gioco da tavolo di grande successo, Dungeons & Dragons prodotto dalla Newline Cinema. Marlon ha anche ottenuto l'ambito ruolo di Gawain McSam nel film dei fratelli Coen The Ladykillers accanto al due volte premio Oscar Tom Hanks prodotto da Buena Vista & Touchstone Pictures.
Marlon ha co-scritto, è co-produttore esecutivo e interprete nei film fracassa box office Scary Movie (Miramax) e il suo sequel Scary Movie 2 insieme a suo fratello Shawn e diretti da Keenen Ivory Wayans. Marlon ha poi recitato sul grande schermo in Dance Flick, la commedia scritta in collaborazione con il fratello Keenen Ivory. Inoltre, Marlon ha dato una convincente interpretazione drammatica nel rulo del tossicodipendente Tyrone C. Love nel film acclamato dalla critica Requiem for a Dream diretto da Darren Aronofsky per Artisan Entertainment. Marlon, insieme con i suoi fratelli e sorelle, ha creato Thugaboo e le successive Boo Crew di speciali animati per Nickelodeon. Poi nel 2009, Marlon ha recitato nel blockbuster GI Joe: La nascita dei Cobra, in cui ha interpretato Ripcord, lo HALO jumper della squadra GI Joe.
Nel gennaio del 2013, Marlon ha scritto, prodotto e interpretato la commedia Ghost Movie un dissacrante spoof del film Paranormal Activity interpretato anche da Cedric The Entertainer ed Essence Atkins. Inoltre, Marlon è stato produttore esecutivo di una serie comica, Second Generation Wayans, che vede protagonisti i suoi nipoti, Damon Wayans Jr. e Craig, che ha debuttato su BET Networks nel gennaio 2013. Nel 2014 lo vediamo impegnato con il sequel di Ghost Movie, Ghost Movie 2 diretto dallo stesso Mike Tiddes con cui ha lavorato nel 2015 alla dissacrante parodia di cinquanta sfumature di grigio, Cinquanta sbavature di nero. Lo troveremo poi in On the Rocks (2020) di Sofia Coppola, in Respect (2021) e in Air - La storia del grande salto (2023).
Quando Marlon non è in giro per le sue performance da cabarettista si può trovare al lavoro nel "laboratorio", occupato a inventare il suo prossimo progetto.