Unión del Magreb Árabe
En las primeras primarias abiertas en España, con 70 participantes, fue elegido candidato de Equo para las Elecciones Europeas de 2014. La coalición formada por Equo con Primavera Europea obtuvo un escaño y, en base al acuerdo electoral de ambas fuerzas, Marcellesi fue portavoz de Equo en el Parlamento Europeo entre julio de 2014 y septiembre de 2016 y Eurodiputado desde 2016 en adelante. Desde entonces, es Miembro de la Comisión de Derechos de la Mujer e Igualdad de Género, de la Delegación para las Relaciones con los Países del Magreb y la Unión del Magreb Árabe, y de la Delegación en la Asamblea Parlamentaria de la Unión por el Mediterráneo. Además, es suplente en las Comisiones de Desarrollo y de Industria, Investigación y Energía, y de las Delegaciones en la Comisión Parlamentaria Mixta UE-Chile y en la Asamblea Parlamentaria Euro-Latinoamericana.