Marshall Warren Nirenberg föddes i New York den 10 april 1927 som son till Harry och Minerva Nirenberg. Familjen flyttade till Orlando, Florida 1939. Han utvecklade tidigt ett intresse för biologi. År 1948 fick han en kandidatexamen och 1952 en magisterexamen i zoologi från Floridas universitet i Gainesville. Hans avhandling för magisterexamen var en ekologisk och taxonomisk studie av caddisflugor (Trichoptera).
Under denna period började han intressera sig för biokemi. Han fortsatte sina studier inom detta område vid University of Michigan, Ann Arbor, och 1957 erhöll han doktorsexamen vid institutionen för biologisk kemi. Nirenbergs avhandling, som utfördes under ledning av dr James Hogg, var en studie av ett permeas för hexosetransport i ascites-tumörceller.
Från 1957 till 1959 erhöll han postdoktoral utbildning med DeWitt Stetten Jr. och med William Jakoby vid National Institutes of Health som stipendiat av American Cancer society. Under nästa år innehade han ett stipendium från Public Health Service och 1960 blev han forskningsbiokemist vid sektionen för metaboliska enzymer, som leddes av dr Gordon Tompkins, vid National Institutes of Health.
1959 började han studera de steg som kopplar samman DNA, RNA och protein. Dessa undersökningar ledde till att han tillsammans med H. Matthaei visade att budbärar-RNA krävs för proteinsyntesen och att syntetiska budbärar-RNA-preparat kan användas för att avkoda olika aspekter av den genetiska koden.
1962 blev han chef för sektionen för biokemisk genetik vid National Institutes of Health.
Nirenberg har hedersdoktorstitlar från University of Michigan, Yale University, University of Chicago, University of Windsor (Ontario) och Harvard University. Andra utmärkelser är bland annat: The Molecular Biology Award, National Academy of Sciences, 1962; Paul Lewis Award in Enzyme Chemistry, American Chemical Society, 1964; The National Medal of Science, 1965; The Research Corporation Award, 1966; Hildebrand Award, 1966; Gairdner Foundation Award of Merit, 1967; Prix Charles Leopold Meyer, French Academy of Sciences, 1967; Joseph Priestly Award, 1968; och Franklin Medal, 1968. Louisa Gross Horwitz Prize, Columbia University, och Lasker Award delades med H. G. Khorana 1968. Han är medlem av American Academy of Arts and Sciences och National Academy of Sciences.
Han gifte sig 1961 med Perola Zaltzman, kemist från Brasiliens universitet i Rio de Janeiro. Hon är nu biokemist vid National Institutes of Health.
Denna självbiografi/biografi skrevs vid tiden för utmärkelsen och publicerades senare i bokserien Les Prix Nobel/ Nobel Lectures/The Nobel Prize. Informationen uppdateras ibland med ett tillägg som lämnas in av pristagaren.
Marshall W. Nirenberg avled den 15 januari 2010.