Com a irrupção da guerra civil, Márcio Censorino se aliou a Caio Mário e Lúcio Cornélio Cina na luta contra Sula. Depois que os dois conquistaram Roma, em 87 a.C., Censorino participou da perseguição aos sulanos na capital. Quando Cneu Otávio foi acrescentado à lista dos proscritos, foi Censorino que o executou e depois levou sua cabeça até Cina para que fosse exibida no Fórum Romano. Em 83 a.C., Sula retornou para a Itália depois de vencer Mitrídates VI do Ponto na Primeira Guerra Mitridática para lutar contra os "populares". Com a morte de Mário e de Cina, eles eram liderados por Cneu Papírio Carbão, que lutava no norte, e Caio Mário, o Jovem, comandante no sul. Em meados de 82 a.C., Censorino foi enviado para lutar contra Pompeu, mas foi derrotado por ele na Batalha de Sena Gálica juntamente com Carbão.