Marrella fut en premier lieu considéré par Walcott comme un crustacé, avant d'être considéré proche des trilobites puis des branchiopodes.
Marrella fut ensuite considéré comme faisant partie de différentes classes d'arthropodes jusqu'à ce que Harry Whittington n'entame sa redescription et considère que Marrella n'est lié directement à aucun groupe d'arthropodes actuels ni aux trilobites. Whittington base cette affirmation sur la disposition des appendices céphaliques de Marrella.
Marrella est un arthropode dont les affinités sont encore l'objet de conjectures.
Il est placé dans un groupe appelé "marrellomorphes" avec d'autres arthropodes avec lesquels il partage de nombreux points communs :
Et d'autres arthropodes moins proches :
Les Marrella furent tout d'abord trouvé uniquement dans une couche du site du schiste de Burgess, mais leurs extension temporelle et géographique a été revue à la lumière de nouvelles découvertes : Les Marrella se trouvent dans une large série de couche du site de Burgess et dans les environs immédiats (Près du mont Stephen du mont Field et de la montagne Odaray). Des Marrella ont également été découvert au sud-ouest de la chine dans la faune de Kaili, dans la province de Guizhou.
Avec d'autres animaux aux formes inattendues et uniques, Anomalocaris, Wiwaxia, Opabinia, Yohoia et bien d'autres, le Marrella a démontré que la faune des animaux "à corps mous" des dépôts du Schiste de Burgess est beaucoup plus complexe et riche que ce qui avait été originellement imaginé.
La taille de Marrella et sa présence en grande quantité dans le gisement du Schiste de Burgess laisse penser que cet arthropode était près de la base de la chaine alimentaire. Son anatomie fait penser à celle d'un animal charognard ou suspensivore.