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Marzio Bruseghin est passé professionnel en 1997 dans l'équipe Brescialat-Oyster. Il a évolué par la suite dans les équipes IBanesto.com (1999-2002), Fassa Bortolo (2003-2005) et Lampre depuis 2006. C'est avant tout un bon rouleur mais également un bon grimpeur. En 2010, il court pour la Caisse d'Épargne.
En 2011, il est retiré de la sélection de coureurs de l'équipe Movistar devant participer au Tour d'Italie durant la semaine précédant le départ de cette course, en raison de sa possible implication dans l'affaire de dopage dite de Mantoue. Le quotidien italien La Gazzetta dello Sport a notamment publié des extraits d'enregistrements téléphoniques entre Marzio Bruseghin et Guido Nigrelli, pharmacien de Mantoue au centre de cette enquête[2],[3]. Un procès commence en . 28 personnes dont Bruseghin sont concernées. Le verdict est annoncé le et conclut à l'acquittement pour tous les membres de l'équipe Lampre accusés dont faisait partie Bruseghin[4].