Marjanović conquistou as medalhas de ouro na Copa do Mundo Sub-19 de 2007 e no EuroBasket Sub-20 de 2008. Ele foi chamado para a pré-lista de convocados para o EuroBasket de 2009 e para o Campeonato Mundial de 2010, mas não entrou na lista final de 12 jogadores. Sua estréia na Seleção Sérvia em um grande torneio aconteceu no EuroBasket de 2011, na Lituânia, onde a Sérvia terminou em 8º lugar.