Марчелло Рота родился в музыкальной семье; его дядей был всемирно известный композитор Нино Рота, чья музыка занимает особое место в репертуаре маэстро. Обучался в Консерватории имени Вивальди в Алессандрии по классу валторны и в Музыкальной академии Киджи в Сиене, где его педагогами по дирижированию были Игорь Маркевич и Франко Феррара. Его дирижерский дебют состоялся за пультом Национального симфонического оркестра Итальянского радио в Турине. С 2004 года – главный приглашенный дирижер Чешского национального симфонического оркестра, с которым записал 15 CD и гастролировал в странах Европы, в ОАЭ, Австралии и Новой Зеландии.
Выступает во всех частях света с симфоническими коллективами всего мира; в их числе – оркестры США, Канады, Аргентины, Бразилии, Великобритании, Италии, Швейцарии, Швеции, Сербии, Венгрии, Эстонии, Литвы, Румынии, Болгарии, Египта, Китая, Филиппин, Новой Зеландии, Австралии, а также многие российские коллективы, в том числе «Новая Россия», Большой симфонический оркестр имени П.И. Чайковского, Президентской оркестр РФ и другие.
В репертуаре маэстро – более 40 опер, среди которых основное место занимают произведения Россини, Беллини, Доницетти, Верди, Пуччини. В течение нескольких сезонов дирижер выступал в миланском Ла Скала, сотрудничал также с крупнейшими театрами Европы – Сан-Карло в Неаполе, Массимо в Палермо, Комунале в Болонье, Карло Феличе в Генуе, Арена-ди-Верона, оперными театрами Рима и Кальяри, Баварской государственной оперой и Немецкой оперой в Берлине, Национальным театром Белграда. Дирижирует в крупнейших европейских залах – амстердамском Консертгебау, лондонском Альберт-холле, гамбургском Лейсхалле, зале Королевы Елизаветы в Антверпене, брюссельском Центре изящных искусств, римской Национальной академии Санта-Чечилия, в филармониях Мюнхена, Берлина, Мангейма, в Национальном центре исполнительских искусств Китая.
Среди солистов, с которыми выступал Марчелло Рота, – виолончелисты Мстислав Ростропович и Давид Герингас, скрипач Дмитрий Ситковецкий, флейтисты Жан-Пьер Рампаль, Джеймс Голуэй, певцы Динара Алиева, Чечилия Газдиа, Мариэлла Девиа, Кири Те Канава, Катя Риччарелли, Ренато Брузон, Пласидо Доминго, Никола Мартинуччи, Лео Нуччи. Тесное партнерство связывает маэстро с тенором Андреа Бочелли; именно Рота в 2006 год был приглашен дирижировать его первым концертом под открытым небом в амфитеатре «Театр молчания» в Лаятико (Италия), куда впоследствии неоднократно возвращался. В дискографии Марчелло Роты – сочинения Моцарта, Сальери, Шумана, Мусоргского, Франка, Бизе, Сен-Санса, Дворжака, Дебюсси, Равеля, Р. Штрауса, опера «Роберто Деверё» Доницетти на CD и DVD, программа оперных арий с Динарой Алиевой, а также киномузыка и симфонии Нино Роты.