Nace en Valencia en cuya Universidad simultáneo y finalizó los estudios de Medicina (con Premio Extraordinario) en 1965, y Ciencias Químicas en 1966.
En 1967 leyó su primera Tesis Doctoral titulada «La morfología microscópica normal y patológica en la medicina española anterior a Cajal» dirigida por el Prof. López Piñero; entre 1963-1973 publicó 11 trabajos sobre Historia de la Medicina.
En 1966, buscando nuevos horizontes se desplazó al Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC (Madrid), para trabajar con el Dr. Alberto Sols. Al hacerse cargo éste de la enseñanza de la Bioquímica (Facultad de Medicina) en la recién (1969) creada Universidad Autónoma de Madrid (UAM), Roberto formó parte del primer grupo de profesores que comenzaron impartiendo desinteresadamente clases de Bioquímica. El trabajo de Roberto con el Dr. Sols (1966-1971) resultó ser muy fructífero, además de realizar su segunda Tesis Doctoral, titulada «Encrucijada del oxaloacetato y fosfoenopiruvato en hígado y regulación de la gluconeogénesis» publicó 7 artículos.
Para su etapa postdoctoral se trasladó al Departamento de Bioquímica de la Universidad de Stanford (USA), donde trabajó bajo la dirección de Arthur Kornberg (Premio Nobel de Medicina, 1959), y con el que tuvo la gran suerte, honor y oportunidad de convivir durante los años 1971-1973, publicando varios artículos. Además de la amistad personal con Arthur (como Roberto le llamaba), Roberto se trajo a España un fuerte conocimiento de la entonces incipiente Biología Molecular, que aprendió directamente en uno de los Centros donde se estaba gestando esa disciplina.
A principios de 1974 Roberto Marco regresa a España, incorporándose como Colaborador Científico del CSIC al Instituto de Enzimología, ubicado en el Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina (UAM). Más tarde obtuvo por oposición la plaza de Investigador Científico. Con el paso del tiempo, los componentes del grupo del Dr. Sols comenzaron a evolucionar hacia dos caminos distintos: unos continuaron perteneciendo al CSIC y otros intentaron pasar a la Universidad. Roberto optó por esta segunda opción, obteniendo por oposición, en 1982, la plaza de Profesor Agregado de Biofísica en el mismo Departamento de Bioquímica, y en 1984 fue designado Catedrático de Bioquímica, Biología Molecular y Biofísica de la Facultad de Medicina de la UAM.
La vida académica de Roberto Marco tuvo una gran proyección internacional, por sus publicaciones y su participación en reuniones científicas, alrededor de 109 actividades de este último tipo. Tomó parte muy activa en la organización de al menos 5 Congresos Internacionales; fue Director del Departamento de Bioquímica (1986-1993) y miembro del Consejo de Gobierno de la UAM
En paralelo con su actividad docente y de extramuros, Roberto tuvo intereses investigadores muy variados, abarcando la regulación metabólica, el estudio general de los sistemas biológicos de Artemiay Drosophila, con atención especial al desarrollo de la mitocondria y al sistema muscular de insectos. A partir de 1982 empezó a interesarse y a publicar en temas espaciales, sobre todo estudiando la influencia de la falta de gravedad en el desarrollo de Drosophila.
De particular interés fue su participación en la creación y desarrollo (junto al Profesor Jesús Lizcano) de la revista editada por la Fundación General de la UAM «Encuentros Multidisciplinares». El Nº 33, Volumen XI, Septiembre-Diciembre 2009, dedicado enteramente a su memoria, recoge en 80 páginas, la visión de 10 colegas suyos, sobre variados aspectos de su vida académica, científica y personal.
Falleció en Madrid a los 67 años en plena producción científica.