Marshall Warren Nirenberg nació en Nueva York el 10 de abril de 1927, hijo de Harry y Minerva Nirenberg. La familia se trasladó a Orlando, Florida, en 1939. Desde muy pronto se interesó por la biología. En 1948 se licenció y en 1952 obtuvo un máster en Zoología por la Universidad de Florida en Gainesville. Su disertación para la tesis de maestría fue un estudio ecológico y taxonómico de las moscas caddis (Trichoptera).
Durante este período se interesó por la bioquímica. Continuó sus estudios en este campo en la Universidad de Michigan, Ann Arbor, y en 1957 recibió el título de doctor en el Departamento de Química Biológica. La tesis de Nirenberg, realizada bajo la dirección del Dr. James Hogg, fue un estudio de una permeasa para el transporte de hexosas en células tumorales de ascitis.
De 1957 a 1959 obtuvo una formación postdoctoral con DeWitt Stetten Jr. y con William Jakoby en los Institutos Nacionales de Salud como becario de la Sociedad Americana del Cáncer. Durante el año siguiente obtuvo una beca del Servicio de Salud Pública y en 1960 se convirtió en bioquímico investigador en la Sección de Enzimas Metabólicas, dirigida por el Dr. Gordon Tompkins, en los Institutos Nacionales de Salud.
En 1959 comenzó a estudiar los pasos que relacionan el ADN, el ARN y las proteínas. Estas investigaciones condujeron a la demostración, junto con H. Matthaei, de que el ARN mensajero es necesario para la síntesis de proteínas y de que pueden utilizarse preparaciones sintéticas de ARN mensajero para descifrar diversos aspectos del código genético.
En 1962 se convirtió en jefe de la Sección de Genética Bioquímica de los Institutos Nacionales de Salud.
Nirenberg tiene títulos honoríficos de la Universidad de Michigan, la Universidad de Yale, la Universidad de Chicago, la Universidad de Windsor (Ontario) y la Universidad de Harvard. Otras distinciones son: El Premio de Biología Molecular de la Academia Nacional de Ciencias, 1962; el Premio Paul Lewis de Química Enzimática de la Sociedad Americana de Química, 1964; la Medalla Nacional de la Ciencia, 1965; el Premio de la Corporación de Investigación, 1966; el Premio Hildebrand, 1966; el Premio al Mérito de la Fundación Gairdner, 1967; el Premio Charles Leopold Meyer de la Academia Francesa de Ciencias, 1967; el Premio Joseph Priestly, 1968; y la Medalla Franklin, 1968. El Premio Louisa Gross Horwitz, de la Universidad de Columbia, y el Premio Lasker fueron compartidos con H. G. Khorana en 1968. Es miembro de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias y de la Academia Nacional de las Ciencias.
Se casó en 1961 con Perola Zaltzman, química de la Universidad de Brasil, Río de Janeiro. Actualmente es bioquímica en los Institutos Nacionales de Salud.
Esta autobiografía/biografía fue escrita en el momento del premio y posteriormente publicada en la serie de libros Les Prix Nobel/ Nobel Lectures/The Nobel Prizes. La información se actualiza a veces con un apéndice presentado por el galardonado.
Marshall W. Nirenberg murió el 15 de enero de 2010.