Марсело Соса начал карьеру в «Данубио», в 2004 году перешёл в московский «Спартак», который тогда переживал острый кризис и смену поколений футболистов и в руководстве клуба. Уругвайский футболист не смог закрепиться в составе «красно-белых», проведя всего 8 матчей в чемпионате России. Он был продан в мадридский «Атлетико», где стал играть значительно успешнее.
Сезон 2007 года Соса провёл в составе «Насьоналя», а в начале 2008 перешёл в мексиканский клуб «Текос УАГ». С 2010 года — игрок «Пеньяроля».
Соса выступал за сборную Уругвая на Кубке Америки 2004.