У 1994 році Марсіо грав у складі збірної на чемпіонаті світу у США, де провів 7 матчів і забив 1 гол (у ворота Камеруну). Марсіо Сантос, єдиний з бразильців, що не забив післяматчевий пенальті у ворота збірної Італії, але це не завадило Бразилії стати чемпіоном світу.