En 2016, il se présente à la Chambre des représentants des États-Unis dans le 1er district congressionnel du Kansas, incluant l'ouest et le centre de l'État. Il est candidat face au républicain sortant Tim Huelskamp, situé à la droite du Parti républicain. Marshall est notamment soutenu par le lobby agricole et la Chambre de commerce des États-Unis face à Huelskamp, qui perd son siège au sein de la commission sur l'agriculture en raison de ses conflits avec John Boehner, président de la Chambre des représentants[4]. Dans cette circonscription rurale, Marshall remporte cependant la primaire républicaine en battant Huelskamp de treize points de pourcentage[5]. Le , il est élu représentant avec 66 % des voix face à l'indépendant conservateur Alan LaPolice[6].
À la Chambre, il est membre de la commission sur l'agriculture[7]. Il est réélu avec 68 % des suffrages en 2018, battant à nouveau LaPolice qui se présentait cette fois sous les couleurs démocrates[8].
Sénateur des États-Unis
En , il annonce sa candidature aux élections sénatoriales de 2020 pour succéder à Pat Roberts[9]. Ce dernier lui apporte son soutien avant la primaire républicaine d', lors de laquelle il affronte notamment Kris Kobach, ancien secrétaire d'État du Kansas (2011-2019) investi pour le poste de gouverneur du Kansas à l'occasion des élections de 2018 mais battu par Laura Kelly, candidate du Parti démocrate[10]. Roger Marshall remporte la primaire républicaine en devançant largement Kris Koback (40,3 % contre 26,1 %)[11]. Sa victoire rassure les cadres du parti, qui voient en Kobach un candidat peu rassembleur[10],[11]. Le président Donald Trump, resté neutre jusque-là, annonce son soutien à Marshall[10].
Il affronte en Barbara Bollier, candidate des démocrates et ancienne républicaine, élue au Sénat du Kansas depuis 2017 et auparavant à la Chambre des représentants du Kansas à partir de 2010. Bien que Marshall soit donné favori dans cet État conservateur, il ne dispose que d'une faible avance sur Bollier dans les intentions de vote[12],[13]. Finalement, il est élu assez confortablement avec 53,2 % des voix contre 41,8 % pour Bollier[14].