Марсель Марсо родился 22 марта 1923 года в Страсбурге, в еврейской семье. Интерес к актёрскому искусству пробудился у Марсо после знакомства с фильмами Чаплина. Посещал Школу декоративных искусств в Лиможе, затем учился в парижском Театре Сары Бернар у режиссёра Шарля Дюллена и актёра Этьена Декру (именно Декру обучил Марсо мимическому искусству).
Во время второй мировой войны был вынужден бежать с семьей, участвовал в Сопротивлении. Большинство его родственников, в том числе родители, погибли в Освенциме.
В 1947 году Марсо создал сценический образ клоуна Бипа — белолицего клоуна в полосатом свитере и потрёпанной шляпе, что принесло ему всемирную известность. Тогда же организовал труппу «Содружество мимов», которая просуществовала до 1960 года. Его постановки шли на лучших площадках, включая «Театр Сары Бернар» и «Театр елисейских полей».
В течение десятилетий выступал сольно. Неоднократно приезжал с гастролями в Советский Союз, впервые в 1961 году.
В 1978 году Марсо создал Парижскую школу пантомимы.
В 1996 году основал фонд для поддержки искусства пантомимы в США.
Марсо награждён орденом Почётного легиона — высшей государственной наградой Франции. В 2002 году стал послом доброй воли ООН.
Умер 22 сентября 2007 года на 85-м году жизни.
Марсель Марсо похоронен на парижском кладбище Пер-Лашез.
У мима два сына — Батист и Мишель от первого брака, а также дочери от третьего брака — Камиль и Аурелиа.