Am 29. März 2012 wurde bekannt, dass Marshall am NBA-Draft 2012 teilnehmen werde. Die Phoenix Suns wählten ihn an 13. Stelle aus, wobei er damit bereits der zweite Spieler von den "Tar Heels" in dieser Runde war, da Harrison Barnes bereits an Position sieben gedraftet wurde. Im Juli unterschrieb er einen auf zwei Jahre begrenzten Rookie-Vertrag bei den Suns. In der NBA Summer League gelang ihm fünf Tage nach Vertragsabschluss direkt ein Double-Double gegen die Memphis Grizzlies.