Dopo essere stato buon dilettante (tra l'altro fu 5° nel Tour de l'Avenir '63) ha dedicato la maggior parte della sua breve carriera professionistica a spalleggiare il capitano Bitossi al quale era legato da sincera amicizia. Gli sono rimaste alcune giornate di gloria al Giro d'Italia, di Francia e della Svizzera dove vinse complessivamente quattro tappe e ottenne significativi piazzamenti che dimostrano la sua solidità e regolarità. Così al Giro d'Italia '64 fu 7° dopo aver vinto la Lavarone-Pedavena con un epico finale in mezzo alla polvere e ai sassi su una strada d'inizio secolo; fu 4° nel '65; vinse la tappa di Tirano nel '67 nel giorno dell'attacco decisivo di Gimondi ad Anquetil che portò Felice a vincere il suo primo Giro d'Italia. Anche al Giro della Svizzera vinse il tappone di km 303 da Bellinzona a Chateau d'Oex che consacrò la maglia gialla Bitossi (Marcello fu 3° assoluto). Una bella vittoria di tappa conseguì pure nella Pau-Luchon del Tour '66 che lo vide 5° assoluto, mentre nel Tour del '67 fu protagonista di una drammatica caduta a causa di un cane finito in mezzo al gruppo nella storica Marsiglia-Carpentras che vide poi la tragica fine di Simpson sul Mont Ventoux. Anche suo fratello minore Gabriele ha corso tra i professionisti dal 1973 al 1978.