Fils d’un avocat travaillant pour une multinationale, Rawson Marshall Thurber connait un parcours universitaire brillant pendant lequel il joue également au football. Souhaitant se diriger vers le cinéma, il travaille ensuite en tant qu’assistant du scénariste John August sur la série D.C. En 2002, il continue de se faire la main en écrivant et réalisant une série de publicités pour la marque Reebook.

En 2003, Rawson Marshall Thurber saute le pas en scénarisant et mettant en scène son premier long métrage, la comédie Même pas mal ! (Dodgeball) qui voit Vince Vaughn affronter Ben Stiller dans un tournoi de Dodgeball, l’équivalent du célèbre ballon prisonniers. Le film est un gros succès au box-office et rapporte pas loin de 168 millions de dollars dans le monde alors qu’il n’en a coûté "qu" 20 millions.

Quatre ans plus tard, Rawson Marshall Thurber présente son deuxième long métrage, le moins connu The Mysteries of Pittsburgh (le film ne sort pas en salles en France) composé d’un casting quatre étoiles comprenant Nick Nolte, Sienna Miller et Peter Sarsgaard.

Mais c’est en 2013 qu'il connait la consécration, au moment de la sortie de son nouveau film Les Miller, une famille en herbe. Porté par Jennifer Aniston, Jason Sudeikis et les plus jeunes Will Poulter et Emma Roberts, cette comédie déjantée est un véritable carton considérable puisqu'elle rapporte 268 millions de dollars dans le monde lors de sa sortie en salles.

Fort de cette réussite, Rawson Marshall Thurber enchaîne avec une comédie d’action et d’espionnage, Agents presque secrets, qui voit Kevin Hart faire équipe avec Dwayne Johnson. Il retrouve l'acteur deux ans plus tard dans le film d'action Skyscraper.