Nato a Breaux Bridge, in Louisiana, Marsalis è il primogenito di una famiglia di musicisti, cresciuto suonando jazz e musica classica fin da piccolo. Dopo aver studiato al Berklee College of Music, è entrato a far parte degli Art Blakey’s Jazz Messengers insieme al fratello, il trombettista Wynton Marsalis, e ha raggiunto la notorietà suonando con artisti del calibro di Herbie Hancock, Sting, Miles Davis e Dizzy Gillespie. Oltre a comporre colonne sonore per film come "Mo Better Blues" di Spike Lee, Marsalis ha anche creato un progetto con influenze funk, acid jazz e hip-hop, Buckshot LeFonque, e ha partecipato come ospite ad album di artisti come Bobby Hutcherson, Roy Hargrove e Youssou N’Dour, tra gli altri. Nel 2025 ha debuttato con la Blue Note, con un tributo al leggendario album di Keith Jarrett per la ECM, "Belonging", e continua a sperimentare tra jazz, blues e musica classica.