Han var førstekonservator og bestyrer av den antikvariske avdelingen ved Det Kongelige Norske Videnskabers Selskab i Trondheim mellom 1947 og 1968. Sverre Marstrander ble professor i nordisk arkeologi ved Universitetet i Oslo i 1968, og fra samme tid bestyrer av Oldsaksamlingen ved Universitetet i Oslo, til 1980.