Louise Kelton, 57, har formellt svurits in i posten, som har legendarisk status i USA.
Det är den äldsta federala polisen i Amerika och sheriffer spårar upp några av landets mest efterlysta rymlingar.
Ms Kelton, som flyttade till Louisiana 23 år, är marskalk för mellandistriktet Tennessee.
Hon föddes på en amerikansk flygbas i Wales till en amerikansk tjänare och en walesisk mor, och växte upp i Butetown-distriktet i huvudstaden, där hennes mor och bror fortfarande bor.
År 1978 slutade hon som sjukgymnast och flyttade till Louisiana, där hennes far kom från.
Hon tänkte bara stanna i USA i år men slutade med att hon studerade och utexaminerades med utmärkelser från Texas Southern University 1992 med en kandidatexamen i brottmål.
Hon sade: " Min pappa var en amerikansk tjänare, och jag ville bara se varifrån han kom.
"I grund och botten var min idé att komma hit i ett år och sen komma tillbaka hem, men jag fick slut på pengar i Nashville, så jag fick ett jobb."
Ms Kelton har även en magisterexamen i public service management från Cumberland University, Tennessee.
Hon tillbringade 33 år med polisen i Metro Nashville. Hon reste sig från patrullofficer genom sergeant, löjtnant, kapten och slutligen överbefälhavare för stadens norra distrikt innan hon blev vice chef för fem år sedan.
Marshals är också anklagad för att skydda federala domstolar och deras officerare, transportera fångar och avtjäna arresteringsorder.
Rollen porträtterades mest av John Wayne och Tommy Lee Jones i Hollywood-filmer som True Grit och The Fugitive.
Hon är bara den andra svarta kvinnan som håller i posten.
Ms Keltons mor och bror bor fortfarande i Cardiffs hem hon växte upp i.
Broder, David Watkins, sade: " Hon är mycket duktig. Jag har alltid varit stolt över min syster. Hon är min storasyster."
Tidigare lärare och familjevän Betty Campbell sa: "Hon har fått oss att känna oss riktigt stolta."
President Barack Obama har nominerat en fysioterapeut från Cardiff till USA:s marskalk.