أكمل هذه الجملة: شارك مارسيلو مع المنتخب البرازيلي لأول مرة في عام 2006 ضد ويلز وسجل هدف. وقد استدعي إلى تشكيلة الفريق الأولمبي في أولمبياد 2008، حيث فاز بالميدالية البرونزية. بعد أربع سنوات، كان جزءاً من الفريق الأولمبي البرازيلي المشارك في أولمبياد 2012، كأحد اللاعبين الثلاثة الذين تجاوزوا السن، حيث فازت البرازيل بالميدالية الفضية. تم اختيار مارسيلو للمشاركة مع البرازيل في
كأس القارات 2013، وشارك كأساسي في جميع المباريات الخمسة، حيث فازت البرازيل بنتيجة 3–0 في النهائي أمام إسبانيا. كان ضمن تشكيلة المنتخب البرازيلي في كأس العالم 2014 والتي كانت أول بطولة كأس العالم يشارك فيها. وصلت البرازيل إلى الدور نصف النهائي وتم أختياره ضمن فريق الأحلام للبطولة. في مايو 2018 تم أختياره في التشكيلة النهائية المشاركة في كأس العالم 2018 حيث تم أختياره مرة أخرى في فريق الأحلام للبطولة.