Klaus Marschall wurde am 20. Juli 1961 geboren. Seine Großeltern Rose und Walter Oehmichen waren 1948 die Gründer des berühmten Marionettentheaters "Augsburger Puppenkiste". 1973 übernahm deren Tochter Hannelore Marschall-Oehmichen mit ihrem Mann Hanns-Joachim Marschall die Leitung der Puppenkiste. Anfang der 1980er Jahre begann wiederum deren Sohn Klaus Marschall im Theater mitzuarbeiten; bei mehreren Fernsehproduktionen (u.a. "Kater Mikesch", 1985, und "Was kommt vor im Ofenrohr", 1990) fungierte er als Puppenspieler. 1991 begann er, bei Bühnenaufführungen auch Regie zu führen.

Seit 1992 ist Klaus Marschall als Leiter und Inhaber für das Marionettentheater verantwortlich; sein Bruder Jürgen fungiert unter anderem als Puppenmacher. Unter der Ägide der Brüder feierte das Theater 1998 das 50-jährige Jubiläum. Wie schon in den Jahrzehnten zuvor realisierte die Augsburger Puppenkiste auch während Marshalls Zeit mehrere Fernsehproduktionen (u.a. "Zauberer Schmollo", 1993) sowie den Kinofilm "Die Story von Monty Spinnerratz" (1997), an denen Klaus Marschall zwar hinter den Kulissen beteiligt war, jedoch nicht aktiv als Regisseur. Zu seinen Bühneninszenierungen gehört unter anderem eine Adaption von Mozarts "Don Giovanni" als "Don Giovanni und der steinerne Gast" (2005), anlässlich des Mozartjahrs 2006; in der Puppenkisten-Fassung spielte unter anderem auch der Kasper eine zentrale Rolle.

2016 inszenierte Marschall eine Kinoversion des erfolgreichen Puppenkiste-Bühnenstücks "Die Weihnachtsgeschichte", in der die Geschichte von Jesu Geburt in typisch humorvoller Puppenkiste-Manier erzählt wird. Der Film startete Ende November 2016 in den deutschen Kinos.