Drei Jahre nach ihrer Schwester wurde sie 1954 im Abfahrtslauf erstmals italienische Meisterin. Zwei weitere Titel im Riesenslalom sicherte sie sich 1955 und 1957. Ihren ersten bedeutenden internationalen Erfolg feierte sie 1956 bei den Olympischen Winterspielen in Cortina d’Ampezzo, als sie in der Abfahrt auf den sechsten Rang fuhr. 1957 gewann sie alle vier Wettbewerbe bei den SDS-Rennen in Grindelwald, ein Jahr später erneut die Abfahrt. Der größte Erfolg ihrer Karriere gelang ihr mit der Bronzemedaille in der Abfahrt bei der Weltmeisterschaft 1958 in Bad Gastein. Marchelli war damit erst die vierte italienische Athletin, die bei Skiweltmeisterschaften eine Medaille erringen konnte.