Em maio de 2013 foi convocado por Luiz Felipe Scolari para a Copa das Confederações realizada no Brasil. Um ano depois foi convocado para a Copa do Mundo FIFA de 2014, torneio realizado novamente em solo brasileiro. No jogo de abertura da Copa do Mundo, contra a Croácia, na Arena Corinthians, Marcelo acabou marcando um gol contra que abriu o placar para os croatas, sendo esse também foi o primeiro gol contra da Seleção Brasileira em Copas do Mundo. No entanto, o Brasil conseguiu vencer de virada por 3–1.