Tridesetog kolovoza 1967, Senat Sjedinjenih Država potvrdio je Thurgooda Marshalla u Vrhovni sud. Marshall, prvi crnac imenovan u Vrhovni sud, bio je vodeći pravnik organizacije za unaprijeđivanje crnaca, National Association for the Advancement of Colored People. On je ovu organizaciju zastupao u povijesnom slučaju "Brown protiv školskog odbora Topeke, Kasas", u kom je Vrhovni sud odlučio da je rasna segregacija javnih škola neustavna.
Na najvišem sudu Sjedinjenih Država, Marshall je podržavao širu interpretaciju ustavom zagarantiranog prava na slobodu tiska. Zalagao se protiv rasne segregacije, i općenito zadržao liberalne poglede po pitanju većine društvenih pitanja koja su se raspravljala pred sudom.
Zbog odmaklih godina, i lošeg zdravlja, Marshall se umirovio 1991 godine, nakon 24 godine provedene na Vrhovnom sudu. Profesor prava sa sveučilišta Virginije, A. E. Dick Howard jedan je od teoretičara ustavnog prava koji ističu slučaj iz 1954, o desegregaciji škola kao Marshallovo najveće pravno postignuće.
"Većina sudaca Vrhovnog suda, povijesno gledano, nema neki značajniji utjecaj. Tek nekolicina ih se ističe. Thurgood Marshall ističe se budući da je on bio ključna osoba koja je dovela do desegregacije škola, kao i do općenitog boljitka i napretka građanskih prava u Americi", riječi su profesora Howarda.
Thurgood Marshall umro je 1993, u 84-oj godini života.