Inizia la sua carriera in teatro, a Milano, come allievo dell’attore Piero Mazzarella. Il suo debutto cinematografico avviene nel 1990 con “Stanno tutti bene” di Giuseppe Tornatore. Ottiene poi un ruolo in “Nirvana” di Gabriele Salvatores e in “L'odore della notte” di Claudio Caligari. Ma il successo arriva soprattutto grazie a ruoli in film stranieri, come in “Il tempo ritrovato” di Raoul Ruiz, dove Marcello interpreta il ruolo di Marcel Proust e “Signes de Vie” di Vincent Martorana. Marcello Mazzarella ha recitato inoltre in “Preferisco il rumore del mare” di Mimmo Calopresti, “Placido Rizzotto” di Pasquale Scimeca, “L’isola” di Costanza Quatriglio e in “Notturno bus” di Davide Marengo.