Marcello era il vescovo di Ancyra (la moderna Ankara) in Asia Minore. Al concilio di Nicea del 325, fu un fiero oppositore dell'arianesimo e sostenitore della formula ortodossa approvata per la natura di Cristo, e cioè homooùsion (consustanziale, cioè della stessa sostanza del Padre e generato, e non creato). Tuttavia, nel suo fervore antiariano, M. commise l'errore opposto, in pratica di scivolare nel monarchianismo modalista di Sabellio, anzi, secondo i suoi antagonisti ariani, in un cripto-sabellianismo.
In particolare M. scrisse un libro contro l'esponente ariano Asterio di Cappadocia, sostenendo che, nell'ambito dell'unità di Dio Padre, il Figlio (Logos) era emerso come potenza (dynamis) esternata in occasione della creazione e diventato persona solamente durante l'incarnazione in Gesù Cristo, mentre lo Spirito Santo era emerso durante la Pentecoste. Alla fine di tutti i tempi ed esaurite le loro funzioni, queste due entità sarebbero stati riassorbiti da Dio Padre, del quale, quindi, sarebbe stata restaurata la piena unità.
M. fu quindi per gli ortodossi un imbarazzante alleato per le sue idee, tuttavia a parole si dichiarò in linea con il credo niceno e quindi, in quei tempi in cui a Papa Giulio I (337-352) e a Atanasio d'Alessandria mancavano validi sostenitori della causa antiariana, non si andò troppo per il sottile.
Nel 336, durante il concilio, a forte ispirazione ariana, a Costantinopoli, presieduto da Eusebio di Nicomedia, M. fu condannato per sabellianismo e dichiarato decaduto dalla sua sede vescovile e al suo posto venne eletto Basilio di Ancyra.
Tuttavia, nel 337 alla morte dell'imperatore Costantino (306-337) M. ritornò alla sua sede, da dove, però fu nuovamente espulso nel 339. Allora, M. si decise di scrivere al papa Giulio I, che nel 340 lo riabilitò, dichiarandolo ortodosso, ma non si sa se successivamente M. abbia potuto coprire il suo ruolo, almeno prima del 343. In quell'anno fu, infatti, convocato dall'imperatore Costanzo II (337-361, figlio di Costantino) il concilio di Sardica (l'odierna Sofia in Bulgaria), dove, tra l'altro, fu chiesto vanamente da parte degli ariani l'espulsione di M. Alla risposta negativa, gli ariani abbandonarono il concilio, che quindi, a maggioranza ortodossa, ratificò il reintegro di M. nella sua sede.
Pare comunque che M., nel frattempo condannato nel 344 dal sinodo "ariano" d'Antiochia, avesse avuto parecchi problemi nel rientrare ad Ancyra, a causa dell'opposizione della popolazione, favorevole a Basilio. Infine M. fu deposto dal vescovo Macedonio di Costantinopoli e definitivamente sostituito da Basilio nel 353.
M. morì ca. nel 374, ma solo nel 381 il concilio di Costantinopoli si pronunciò contro di lui e i suoi insegnamenti. In particolare il verso del credo niceno "e il suo regno non avrà fine.." fu appositamente aggiunto per combattere l'idea di M. di un Figlio non eterno.