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Comme réalisateur, il est surtout célèbre pour avoir dirigé Mary Pickford à plusieurs reprises.
Vie privée
Marshall Neilan s'est marié une première fois à l'actrice Gertrude Bambrick en 1913. Leur fils, Marshall Neilan, Jr. (1915-1988) travaillera aussi dans le cinéma, en tant que monteur. Leur union prend fin en 1921.
En 1922, il épouse l'actrice Blanche Sweet qu'il dirigea plusieurs fois. Ils divorceront en 1929.
Pour sa contribution à l'industrie du cinéma, la Directors Guild of America lui confère en 1940 le titre d'"Honorary Life Member Award." Il aura ensuite une étoile à son nom sur le Hollywood Walk of Fame au 6233 Hollywood Blvd.
Il est inhumé dans le Angelus Rosedale Cemetery à Los Angeles.