Самуил Яковлевич Маршак родился в 1887 году в Воронеже в многодетной еврейской семье. В те годы его отец Яков Миронович Маршак (1855—1924) работал на мыловаренном заводе, а мать Евгения Борисовна Гительсон (1867—1917) была домохозяйкой.

Пока Самуил был совсем маленьким, семья его постоянно переезжала, но позже осела в городе Острогожске, недалеко от Воронежа, где ребёнок и пошёл в гимназию в 1899 году. В гимназии любимым уроком мальчика был урок словесности, и учитель всячески поощрял любовь Самуила к классической литературе, а также считал его одарённым ребёнком. Тогда же мальчик начал делать свои первые шаги в поэзии и одна из его тетрадей попала к известному искусствоведу и критику Владимиру Стасову, который поспособствовал его переводу в Петербург в одну из лучших гимназий. А всё свободное время Самуил Яковлевич проводил в Публичной библиотеке, где работал Стасов.

В 1904 году Стасов познакомил Маршака с Максимом Горьким, который очень заинтересовался творчеством молодого человека и пригласил его пожить у себя на даче в Ялте. Там Самуил Яковлевич жил с 1904 по 1906 гг. и учился в Ялтинской гимназии.

После того как Горькому из-за репрессий пришлось покинуть Крым, Маршак возвращается в Петербург и начинает печатать свои сборники стихотворений посвященные еврейской тематике, а также переводить с идиша и иврита на русский стихи еврейских поэтов.

Будучи корреспондентом петербургских «Синего журнала» и «Всеобщей газеты» в 1911 году совершил долгое путешествие по странам Ближнего Востока, некоторое время жил в Иерусалиме и писал стихи. В поездке познакомился со своей будущей женой Софьей Михайловной Мильвидской, на которой женился по возвращении в Петербург. В 1912 году поехал с молодой женой в Англию, где учился до 1914 года в Лондонском университете. В это время изучал английские баллады, во время каникул совершал долгие пешие прогулки, знакомился с простыми людьми, интересовался народными сказаниями. Там же начал переводы стихов, народного фольклора. В 1914 году в Англии родилась дочка Натанаэль.

В 1914 году вернулся на Родину и начал публиковать свои переводы в журналах. Полгода в 1915 году со своей семьёй жил в санатории в Финляндии, а по возвращении в Россию 1,5 года жил в доме своего дяди в Острогожске. Там же в результате несчастного случая (опрокинула на себя самовар с кипящей водой) скончалась дочка поэта.

В 1917 году переезжает в Петроград, где и родился старший сын Иммануэль (1917—1977 гг.),а в 1918 г. с семьёй переезжает в Екатеринодар (Краснодар). Там создал один из первых в России театр для детей и сам же писал для него пьесы. Также преподавал английский язык и историю драматической литературы в Кубанском университете и Кубанском политехническом институте.

В 1922 году вновь переехал в Петроград и выпустил первые свои детские книги: «Дом, который построил Джек», «Сказка о глупом мышонке» и др. В 1923 году стал издавать детский альманах «Воробей», где печатались самые известные детские писатели: Виталий Бианки, Евгений Шварц, Борис Житков.

В 1925 году семья Самуила Яковлевича пополняется младшим сыном Яковом, который потом скончается от туберкулёза в 1946 году.

С момента основания «ДЕТГИЗ» (позже издательство «Детская литература») в 1933 году Маршак становится его главным редактором. В 1934 году на первом съезде советских писателей становится членом правления Союза писателей СССР.

В годы Великой Отечественной войны работал над стихами и пьесами, которые публиковались в газетах «Правда» и «Красная звезда».

В 1960 году опубликовал автобиографическую повесть «В начале жизни».

В течение многих лет занимался переводами классиков и современников: Уильяма Шекспира, Джейн Остин, Алана Милна, Редьярда Киплинга, Джона Китса, Роберта Бёрнса, Уильяма Блейка, а также Ованеса Туманяна и Мао Цзэдуна.

Самуил Яковлевич Маршак скончался 4 июля 1964 года в Москве.