Marceau rakasti teatteria jo nuorena. Hän opiskeli Charles Dullin School of Dramatic Artissa Pariisissa, missä hän opiskeli miimiä Étienne Decroux'n johdolla. Valmistuttuaan Marceau alkoi esiintyä kabareeissa ja yökerhoissa Pariisissa. Vuonna 1947 hän loi Bip-hahmon, valkonaamaisen pelleen raidallisella paidalla ja punaisella kravatilla, josta tulisi hänen tunnusroolinsa.
Marceau saavutti kansainvälistä tunnustusta 1950- ja 1960-luvuilla, kun hän kiersi maailmaa miimi-yhtiönsä kanssa. Hän esiintyi presidenteille ja paaveille, ja hän esiintyi elokuvissa ja televisio-ohjelmissa. Marceau opetti myös mimikkaa École Internationale de Mimodramessa Pariisissa.
Marceaun miimitekniikka perustui Étienne Decroux'n periaatteisiin. Hän käytti miimiä ilmaisemaan tunteita ja ajatuksia ilman sanoja. Hänen esityksensä olivat usein humoristisia, mutta ne välittivät myös syvän inhimillisyyden tunteen. Marceau uskoi, että miimi oli voimakas taidemuoto, jota voidaan käyttää kommunikoimaan kaikenlaisista kulttuureista ja taustoista tulevien ihmisten kanssa.
Marceau kuoli haimasyöpään 22. syyskuuta 2007 Pariisissa. Häntä pidetään yhtenä 1900-luvun tärkeimmistä ja vaikutusvaltaisimmista esiintyjistä.