Ha trascorso la sua esperienza formativa vivendo a Tijuana, Messico, presso la nonna. Iniziò giovanissimo a suonare la chitarra, passò poi a suonare il basso quando fu invitato ad unirsi ad una band locale che cercava appunto il bassista.
Professionalmente inizia la carriera nella band di John Sykes, i Blue Murder, dove milita dal 1991 sino al 1993. Questo periodo inciderà poi la sua vita professionale poiché nel tempo spesso i suoi lavori resteranno intrecciati a quelli del suo amico John.
Mendoza si unisce nel 1996 ai Thin Lizzy, gruppo che dopo la morte di Phil Lynott veniva portato avanti da John Sykes, per poi lasciarli nel 2000.
Nel 2000 viene ingaggiato da David Coverdale, dapprima per suonare nel suo album solista Into the Light, poi per unirsi agli Whitesnake, band nella quale aveva precedentemente suonato il suo amico John Sykes.
Nel 2004 ritorna negli Whitesnake, dove appare in tutte le tournée fino al 2007, comparendo anche nel DVD Live... In the Still of the Night del 2006. Durante questo periodo ha occasione di incontrare Tommy Aldridge, un batterista che lo affiancherà spesso nei suoi lavori e partecipazioni.
È ritornato nei Thin Lizzy nel 2005 rimpiazzando Randy Gregg. Nel 2006 Marco ha partecipato al tour di Ted Nugent nuovamente, dividendosi anche nello stesso periodo tra le date di Thin Lizzy, Whitesnake e successivamente anche Lynch Mob.
Attualmente è il bassista dei riformati Thin Lizzy, dove suona ancora John Sykes; con il gruppo hard rock esegue una tournée europea e contemporaneamente presta i suoi servigi alla tournée mondiale della cantante Dolores O'Riordan.
Marco al momento vive a Los Angeles, e quando non è in tour con qualche gruppo o non lavora con John Sykes ai suoi progetti solisti, si dedica alla sua trio bandMarco Mendoza, Joey Heredia, Renato Neto ogni martedì sera al La Ve Lee Jazz Club, Studio City, (LA). Con questi ha inciso recentemente un CD Live.
Il 6 luglio 2007 esce il suo primo album solista con la collaborazione di Richie Kotzen.
Nel 2008 Marco entra a far parte di una super rock band chiamata La Famiglia Superstar con Steve Saluto (chitarra), Atma Anur (batteria) e Terry Ilous (voce). La band si esibisce in tour e successivamente entra in studio per la registrazione di un album.
Nel 2010 Mendoza apre una collaborazione con Andrea Braido, storico chitarrista e strumentista italiano, insieme fanno molte serate live in Italia, mentre nel 2011 suona con Nicola Costa, altro grande chitarrista Rock/Blues italiano, insieme partono per un tour europeo, Marco così riesce a far sue delle sonorità lievi e delicate concentrando tutte le sue forze in uno spettacolo favoloso e pieno di groove e buona musica.
Nel dicembre 2012 contribuisce alla fondazione dei Black Star Riders, band nata dalle ceneri dei Thin Lizzy.[1] I Black Star Riders hanno pubblicato il loro primo album All Hell Breaks Loose nel maggio 2013.[2]