Marcelo opuścił Rio de Janeiro w 2007 roku, by powrócić do niego prawie dwie dekady później. Dla Fluminense rozegrał dotąd 40 spotkań, zdobył sześć bramek i zanotował trzy asysty, zanim został sprzedany za 9 milionów euro do Realu Madryt. Klubu, którego barwy reprezentował przez 16 sezonów i zdobył z nim łącznie 25 trofeów. W tym pięciokrotnie elitarną Ligę Mistrzów.

Wystąpił w 546 oficjalnych meczach "Los Blancos". Strzelił w nich 38 goli i zanotował 103 asysty. Wyróżniał się ofensywnym stylem gry i zaawansowaną techniką. Był uważany za najlepszego lewego obrońcę na świecie.

Pięciokrotnie wygrał Ligę Mistrzów, cztery razy zwyciężył w Klubowych Mistrzostwach Świata i trzykrotnie sięgnął po Superpuchar UEFA. Sześć razy triumfował w La Liga. Ponadto zdobył dwa Puchary i pięć Superpucharów Hiszpanii.

W 2022 roku z zespołu Królewskich przeniósł się do Olympiakosu, dołączając m.in. do byłego kolegi z drużyny Los Blancos - Jamesa Rodrigueza. W greckim klubie wystąpił w 10 meczach i strzelił trzy gole. W zeszłym tygodniu Olympiakos poinformował, że rozwiązał kontrakt z obrońcą.

Lewy defensor 58 razy wystąpił w reprezentacji Brazylii. W narodowych barwach strzelił sześć goli i zanotował 12 asyst. W 2013 roku zdobył Puchar Konfederacji. W finale tych rozgrywek Canarinhos wygrali 3:0 z Hiszpanią.

W 2014 roku uczestniczył w mistrzostwach świata w Brazylii oraz cztery lata później w Rosji. Jego ostatnim występem w kadrze był ćwierćfinał mundialu przegrany 1:2 z Belgią w lipcu 2018 roku.

W ostatnich tygodniach zawodnik leczył się z powodu kontuzji w ośrodku treningowym swojego byłego klubu w stolicy Hiszpanii. Kontrakt z nową drużyną obowiązuje do końca 2024 roku z opcją przedłużenia do końca 2025 roku. Marcelo wyląduje w ojczyźnie za maksymalnie dwa tygodnie i zostanie zarejestrowany w rozgrywkach.

Defensor będzie stanowił ogromne wzmocnienie drużyny, stając się jednym z najbardziej doświadczonych piłkarzy w składzie. W rozgrywkach Carioca Championship - ligowych mistrzostwach stanu Rio de Janeiro - Fluminense zajmuje obecnie trzecią pozycję. W kwietniu rozpocznie się liga brazylijska - Serie A. Klub będzie też występować w fazie grupowej Copa Libertadores.