Edición de los años 90
Shelton debutó en la pantalla como la novia de Roberto en el campamento de Grand Canyon. Posteriormente apareció en la película para televisión Up to No Good de 1992 interpretando a Denise Harmon, y tuvo varias apariciones como invitada en episodios de programas como Family Matters, Camp Wilder y Crossroads. Shelton se dio a conocer significativamente cuando apareció en la película de 1993 The Sandlot, interpretando a la socorrista Wendy Peffercorn. La película recibió opiniones encontradas de críticos y escritores y, con un presupuesto de 7 millones de dólares, fue un éxito de taquilla con una recaudación mundial de más de 33 millones de dólares. En 1994, Shelton tuvo un papel secundario en Hércules en el Inframundo, la cuarta película para televisión de la serie Hércules: Los viajes de la leyenda. Al año siguiente, interpretó un papel menor, el de Tricia Nixon Cox, la hija adulta del ex presidente Nixon, en la aclamada película de Oliver Stone Nixon, y apareció como invitada en el episodio de la serie de televisión Cybill «The Big Sleep-Over». A continuación, Shelton coprotagonizó, junto a Lynda Carter, When Friendship Kills (1996), una película hecha para la televisión sobre la anorexia nerviosa entre los adolescentes.
En 1997, Shelton apareció en la comedia romántica Trojan War, junto a Jennifer Love Hewitt, y en la película de fantasía Warriors of Virtue, como la princesa Elysia. Ambas películas obtuvieron malas calificaciones por parte de la crítica y no lograron atraer al público, pero James Berardinelli destacó a Shelton por su actuación en Guerreros de la Vitua, escribiendo que su personaje es «el único de la película por el que desarrollamos algún interés real, y el guión, aparentemente incapaz de lidiar con una personalidad que tiene el potencial de mostrar más de una dimensión, la descarta perfunctoriamente y sin elegancia».
Un papel importante en el cine llegó en 1998 con la comedia fantástica Pleasantville, en la que Shelton interpretó a Margaret, el interés amoroso del personaje de Tobey Maguire. La película no encontró una gran audiencia en los cines, pero recibió una reacción muy positiva por parte de la crítica. A este papel le siguieron otras apariciones en películas dirigidas a un público adolescente, incluyendo su papel como miembro de una camarilla de instituto snob en el éxito de 1999 Never Been Kissed, una comedia romántica coprotagonizada por Drew Barrymore y David Arquette.
En 1999, Shelton interpretó a la hermana de una mujer recién comprometida en la fallida comedia romántica The Bachelor, junto a Renee Zellweger, protagonizó junto a Dennis Hopper el drama independiente Lured Innocence, y fue elegida por su padre para el cortometraje Protect-O-Man, una comedia negra sobre «una agorafóbica cuyo trastorno se ve incrementado por un acosador al acecho en su barrio», según describe Cinema Review.
Década de 2000
Shelton asumió papeles importantes en tres largometrajes en 2001, que, a pesar de tener distintos grados de éxito, la ayudaron a establecerse como una destacada actriz emergente. Consiguió su primer papel protagonista en la comedia negra de crimen adolescente Sugar & Spice, dirigida por Francine McDougall y coprotagonizada por Marla Sokoloff, Melissa George y Mena Suvari. Interpretó a Diane Weston, la jefa de un grupo de animadoras de instituto que conspira y comete un robo a mano armada. La película recibió críticas negativas y fue un fracaso comercial en los cines, pero después se convirtió en una especie de culto. A pesar de las críticas, la revista Variety consideró que Shelton era «buena» en el papel de «la ridícula pero inteligente Diane», y Brian Orndorf escribió para Film Fodder: «La estrella que sale indemne de Spice es Marley Shelton. Consigue lo impensable con este guión al lograr crear una especie de personaje para sí misma. Una belleza de ojos claros, Shelton roba la película al considerable reparto. Se erige como lo único recomendable en la confusa y comprometida Sugar & Spice.»
En el thriller slasher Valentine, Shelton aparecía junto a Denise Richards en el papel de unas amigas que son acechadas por un asaltante desconocido mientras se preparan para el día de San Valentín. Estrenada una semana después de Sugar and Spice, la película recaudó unos modestos 36 millones de dólares en todo el mundo y fue muy criticada por la crítica, pero Mick LaSalle, del San Francisco Chronicle, consideró que los actores principales eran «vívidos, y los personajes que interpretan están claramente delineados», al tiempo que señalaba a Shelton por tener una «agradable gravedad» al representar su papel. Su última película de 2001 fue la comedia oscura Bubble Boy, donde interpretaba el interés amoroso de un hombre que vive en una cúpula esterilizada (Jake Gyllenhaal).
Después de centrarse en los largometrajes de estudio, Shelton apareció en una variedad de películas independientes -interpretó a una problemática bailarina moderna en Just a Kiss (2002), una comedia oscura coprotagonizada por Kyra Sedgwick y Marisa Tomei, y siguió con papeles secundarios en los largometrajes de 2003 Dallas 362 y Grand Theft Parsons, y un papel protagonista en el drama de bajo presupuesto Moving Alan, dirigido por su padre y en el que también aparecía su hermana. En 2005, Shelton hizo una breve pero notable aparición como La Vestuarista en la secuencia inicial de la exitosa adaptación cinematográfica de la novela gráfica Sin City, de Frank Miller. Tuvo personajes secundarios en las películas de 2006 American Dreamz y El último beso.
Shelton recibió una mayor atención por aparecer en el papel principal de la Dra. Dakota Block en la película de terror Grindhouse de Robert Rodríguez y Quentin Tarantino, apareciendo en los dos segmentos de la película (un cameo en el segmento de Tarantino y un papel protagonista en el de Rodríguez). Encantada de trabajar «jugando con las ideas de crear suspense» con Rodríguez y Tarantino, a los que describió como «maestros de su oficio», basó su personaje en las protagonistas femeninas de las películas de Alfred Hitchcock, concretamente en Tippi Hedren. En 2008, Shelton tuvo una breve aparición en la película biográfica sobre George W. Bush, W., dirigida por Oliver Stone, y asumió su primer papel en televisión a tiempo completo en Eleventh Hour, de la CBS, en el papel de la agente especial del FBI Rachel Young, del equipo de protección de ejecutivos. Robert Bianco escribió para USA Today que «no tiene ningún personaje que interpretar, o al menos ninguno que sea consistente entre los dos episodios disponibles para su revisión», mientras que el Chicago Tribune comentó que su actuación era «mucho menos interesante» que la de su coprotagonista Rufus Sewell y que cada vez que su personaje «abre la boca, los defectos de la serie salen a relucir». La serie fue cancelada después de una temporada debido a su incapacidad para mantener la audiencia de CSI.
En 2009, Shelton tuvo un papel secundario junto a Milla Jovovich y Timothy Olyphant en el thriller psicológico Una escapada perfecta, y consiguió el papel protagonista de Madeleine Gray, una galerista de arte neoyorquina de moda en la comedia independiente (Sin título). Al describir su papel en (Untitled) durante una entrevista con Los Angeles Times, declaró: «Hay una pureza en ella. Por mucho que se esfuerce por encontrar el «éxito», el próximo producto de moda, también tiene una pasión pura por el arte». A pesar de un estreno muy limitado, la película obtuvo críticas positivas. Roger Ebert comentó que Shelton «tiene la confianza y la presencia de una comediante nata», y escribiendo para The New York Times, Stephen Holden afirmó que «ofrece una brillante actuación de screwball que recuerda a la joven y juguetona Diane Keaton».
Su último estreno cinematográfico en 2009 fue la comedia de conjunto independiente Women in Trouble, en la que interpretaba a una azafata de vuelo y a una del grupo de varias mujeres de Los Ángeles cuyas vidas se interconectan en el transcurso de un día. Joe Neumaier, del New York Daily News, consideró que la película era un «personaje múltiple forzado y sin encanto», pero Tyler Foster, de DVD Talk, consideró que Shelton tuvo un «breve impacto» en su papel.
2010sEdit
Shelton volvió a interpretar su papel de Mujeres en apuros para la secuela, Elektra Luxx (2010), que Los Angeles Times describió como «un afecto desenfrenado por las mujeres y el aprecio por el diseño de producción extravagante». A continuación, sustituyó a Lake Bell en el papel de la ayudante del sheriff Judy Hicks en la secuela de Wes Craven, Scream 4 (2011). La película recaudó 97 millones de dólares en todo el mundo y cosechó críticas muy variadas; Matthew Turner, de View London, comentó que Shelton realizó una «interpretación agradablemente extraña».
En el drama deportivo independiente The Mighty Macs, Shelton se reunió con Carla Gugino, asumiendo el papel de la Hermana Sunday, una monja de la Universidad Immaculata y la entrenadora asistente de Cathy Rush. La película se estrenó en los cines en octubre de 2011, más de tres años después de su rodaje, debido a las dificultades para encontrar un distribuidor. La crítica Nell Minow elogió a Shelton, escribiendo que «nos muestra cómo la fe de la hermana apoya su fuerza e integridad». También tuvo papeles de invitada en episodios de Harry’s Law y Mad Men, en 2011 y 2013 respectivamente.
En 2014, Shelton interpretó a la hermana de una mujer enferma que investiga incansablemente la cura del cáncer de mama en el drama independiente Decoding Annie Parker, junto a Samantha Morton y Helen Hunt, y protagonizó la serie de televisión de Lifetime The Lottery, como una doctora que fecunda con éxito embriones en un futuro distópico en el que las mujeres han dejado de tener hijos debido a una pandemia de infertilidad. Mientras que Decoding Annie Parker se estrenó para mercados limitados, The Lottery solo se emitió durante una temporada.
Shelton apareció junto a Anthony Hopkins y Colin Farrell en el thriller psicológico Solace (2015), como la esposa de un agente especial del FBI. En diciembre de 2016, se estrenó en Lifetime la película familiar hecha para la televisión Heaven Sent -que la vio protagonizar a la mitad de una pareja al borde del divorcio mientras un niño de ocho años fugado del cielo viene a salvar su relación-.
En 2018, Shelton protagonizó la efímera serie dramática musical de la NBC Rise, como la esposa de un profesor de inglés, e interpretó a un científico y astronauta, junto a Dwayne Johnson, en la película de ciencia ficción de monstruos Rampage, que recaudó más de 428 millones de dólares en todo el mundo.
Edición 2020
En septiembre de 2020, se confirmó que Shelton retomaría su papel de la ayudante del sheriff Judy Hicks en la quinta película de Scream, que fue dirigida por Matt Bettinelli-Olpin y Tyler Gillett. La película se estrenará el 14 de enero de 2022.