Urodził się w stolicy Francji w rodzinie Żydów francuskich jako syn lekarza. Lotnictwem zaczął zajmować się w 1912. Studiował na politechnice ESIEE Paris i Wyższej Szkole Lotniczej aerodynamikę. Otrzymał dyplom inżyniera. Podczas I wojny światowej w 1916 opracował śmigło typu „Éclair”, używane później w samolotach francuskich i ocenione jako jedno z najlepszych. Bloch współpracował wówczas z Henrim Potezem, tworząc następnie razem spółkę Société d’Etudes Aéronautiques (SEA). Zawieszenie broni w 1918 przerwało działalność spółki i rozwój własnych projektów samolotów, a Marcel Bloch wycofał się z działalności konstruktorskiej i zajął handlem nieruchomościami.