Marcelli wurde als Amateur-Nachwuchsfahrer von Trainer Giovanni Proietti zum Radsportklub G.S. Ferrarelle nach Rom geholt. Der Klub galt im italienischen Radsport als Talenteschmiede. Später wechselte Marcelli zum Klub Pedale Ravennate nach Ravenna, wo er sich bei Trainer Oscar Minzoni auf die Radweltmeisterschaften 1967 und die Olympischen Spiele 1968 vorbereitete. 1967 startete der 23-jährige 1,85 Meter große Marcelli zunächst bei der Tour de l’Avenir und wurde in der Gesamtwertung 13. Bei der Weltmeisterschaft 1967 gehörte er zum Italien-Vierer, der im 100-km-Mannschaftszeitfahren den dritten Platz erreichte. Der Höhepunkt seiner Radsportkarriere war die UCI-Rad-Weltmeisterschaft 1968, bei der im Einzelrennen der Amateure Weltmeister wurde und im Mannschaftszeitfahren erneut auf Platz drei kam. Bei den Olympischen Sommerspielen 1968 wurde Marcelli im Mannschaftszeitfahren eingesetzt und holte auch hier mit der italienischen Mannschaft den dritten Platz und die Bronzemedaille.