Marshall nasce il 26 luglio 1842 nella capitale inglese, Londra, in una famiglia piccolo borghese (il padre era un impiegato della Banca d’Inghilterra). Studia alla Merchant Taylor School e poi ottiene una borsa di studio per il prestigioso istituto di Oxford, dove avrebbe dovuto condurre degli studi classici per una carriera ecclesiastica. Tuttavia Alfred si sente più portato per le materie scientifiche e grazie all’aiuto dello zio riesce a ribellarsi alle pressioni familiari e ad entrare presso la facoltà matematica di Cambridge. Ivi si dimostra studente capace e meritevole.