Su trabajo incansable en el juzgado defendiendo la causa de los oprimidos provocó el movimiento de derechos civiles estadounidense y atrajo la atención nacional de Marshall. Fue nombrado miembro de la Corte de Apelaciones de los Estados Unidos por el presidente John F. Kennedy en 1961. En 1965, fue ascendido al cargo de Procurador General de los Estados Unidos.
El 13 de junio de 1967, el presidente Lyndon B. Johnson lo nombró miembro de la Corte Suprema. Después de ser aprobado por votación en el Senado el 30 de agosto de 1967, Marshall se convirtió oficialmente en juez asociado de la Corte Suprema de los Estados Unidos, el primer afroamericano en ocupar el cargo.
Sobre el nombramiento de Marshall, Johnson dijo: "Creo que es lo correcto, el momento adecuado para hacerlo, el hombre adecuado y el lugar adecuado".
Durante sus 24 años de servicio en el tribunal supremo de los Estados Unidos, nunca se retractó de su continua batalla contra la discriminación contra todas las personas que necesitaban una voz para luchar por ellos. Marshall sirvió en la corte hasta 1991 cuando tuvo que renunciar por problemas de salud. Falleció el 24 de enero de 1993.