Marshall Warren Nirenberg, (d. 10 Nisan 1927, New York City, ABD, ö. 15 Ocak 2010), ABD'li biyokimyacı ve genetik bilimci.
Nirenberg, 1957 yılına kadar Bethesda'da bulunan National Institutes of Health`da aktif olarak çalıştı. 1962 yılında biyokimyasal genetik bölümünün başkanı oldu. İlgi alanları enzim, kalp, ve kanser araştırması ve özellikle tümörlerin glikojen metabolizmasıydı. Heinrich Matthaei ile beraber genetik bilimin en önemli deneyi olan poli U'yu hazırladı. Bu deney ile Heinrich Matthaei ilk defa Mayıs 1961'de laboratuvarlarında genetik kodu deşifre etmeyi başardı.
Araştırmada eşit ağırlıklı çalıştıklarını vurgulamak için çalışmaları hep ikisinin adı altında yayınlandı.
Nirenberg 1968 yılında Har Gobind Khorana ve Robert W. Holley ile beraber Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü aldı.
