Marceau már fiatalon megszerette a színházat. A párizsi Charles Dullin Színművészeti Iskolába járt, ahol Étienne Decroux tanítványa volt. Érettségi után Marceau kabarékban és éjszakai klubokban kezdett fellépni Párizsban. 1947-ben megalkotta Bip karakterét, a fehér arcú bohócot, csíkos inggel és piros nyakkendővel, amely az ő jelképes szerepévé válik.
Marceau az 1950-es és 1960-as években szerzett nemzetközi elismerést, amikor mimtársulatával bejárta a világot. Elnököknek és pápáknak lépett fel, filmekben és televíziós műsorokban szerepelt. Marceau a párizsi École Internationale de Mimodrame-ban is tanított mimikát.
Marceau mimtechnikája Étienne Decroux elvein alapult. Mimikát használt az érzelmek és gondolatok szavak nélküli kifejezésére. Előadásai gyakran humorosak voltak, de egyben mély emberiségérzetet is közvetítettek. Marceau úgy gondolta, hogy a pantomim egy olyan erőteljes művészeti forma, amely bármilyen kultúrájú és hátterű emberrel való kommunikációra használható.
Marceau hasnyálmirigyrákban hunyt el 2007. szeptember 22-én Párizsban. A 20. század egyik legfontosabb és legbefolyásosabb előadójaként tartják számon.