Marco, dopo aver frequentato tutte le scuole in Istituti religiosi ed essersi iscritto alla facoltà di Filosofia dell'Università Cattolica di Milano, nel 1959 si iscrive al Centro Sperimentale di Cinematografia. Dopo aver seguito, a Londra, i corsi di cinema della 'Slade School of Fine Arts' , nel 1965 fa il suo esordio alla Mostra del Cinema di Venezia con "I pugni in tasca, opera che affronta il progressivo sgretolamento dei valori su cui si basa la famiglia.
Negli anni successivi si avvicina al cinema militante: il suo anticonformismo, trovano uno sbocco in film come "La Cina è vicina" (1967) e "Nel nome del padre" (1971). Minor successo hanno i film come "Sbatti il mostro in prima pagina" (1972) sul mondo del giornalismo, e "Matti da slegare" (1975) sui manicomi italiani, scritto con Silvano Agosti, Sandro Petraglia e Stefano Rulli.
Dopo "Marcia trionfale" (1976) sugli ambienti delle caserme e del servizio militare, Marco si dedica ad alcune produzioni televisive come "Gabbiano" di Cechov (1977) e l'inchiesta collettiva "La macchina cinema" (1978). Nel 1982 dirige "Gli occhi, la bocca" cui fanno seguito, nel 1984 "Enrico IV" e "Il diavolo in corpo" (1986) una libera interpretazione del romanzo omonimo di Raymond Radyguet. Dopo "La condanna" (1991), vince l'Orso d'Argento al Festival di Berlino con "Il sogno della farfalla" nel 1994.
Nel 1999 realizza "La balia" che vince il 'David' di Donatello per i costumi e quattro 'Ciak d'Oro' per la migliore attrice non protagonista, la fotografia, la scenografia ed i costumi.
Nel 2003 scrive e dirige la pellicola "Buongiorno, notte" presentato alla 60 Mostra del cinema di Venezia. Al Festival Marco riceve per la sceneggiatura il premio per un contributo artistico individuale di particolare rilievo.
Ha diretto il film "Il regista di matrimoni" (2005) con Sergio Castellitto e Donatella Finocchiaro e la pellicola "Sorelle" (2006) presentata alla I Edizione del Festival del Cinema di Roma nella sezione 'Extra'.
Inoltre ha realizzato il film storico "Vincere" (2009), con Filippo Timi e Giovanna Mezzogiorno, presentato alla 62ma Edizione del Festival di Cannes.