Marciello debuterade i karting 2005 och tävlade i olika europeiska mästerskap. Fem år senare tävlade han i ett av världens högsta kartingmästerskap, KF2-mästerskapet.
Under 2010 började han tävla i den nystartade italienska formelbilklassenFormel Abarth för JD Motorsport. Han vann två lopp och tog ytterligare två pallplaceringar, vilket räckte till en tredjeplats i mästerskapet.[2] Senare under året blev han medlem i Ferraris förarutvecklingsprogram.
Formel 3
Marciello klev upp till det italienska F3-mästerskapet 2011 där han anslöt sig till Prema Powerteam.[3] Han segrade på Misano och Adria och tog ytterligare fyra pallplatser.[3] Marciello blev trea i förarmästerskapet och tvåa i rookie-mästerskapet.
Under 2012 fortsatte Marciello sitt samarbete med Prema Powerteam i Formula 3 Euro Series och tävlade även med teamet i det nystartade European Formula Three Championship.[4] I European F3 blev han tvåa i mästerskapet, med nio pallplatser varav sju segrar. I Euro Series slutade han på tredje plats med tio pallplatser och sex segrar. I båda mästerskapen tog han fler segrar än någon annan.
Han stannade kvar i European F3 2013 med Prema Powerteam och lyckades efter en lång kamp med Felix Rosenqvist besegra svensken i mästerskapet.[5] Marciello lyckades ta fler pole positions och segrar än någon annan och fick sammanlagt 489,5 poäng, 32,5 poäng före Rosenqvist.
