Marco Serino absolvierte sein Musikstudium am Conservatorio Santa Cecilia in Rom, wo er Diplome in Violine und Kammermusik mit Auszeichnung erwarb. Anschliessend setzte er seine Ausbildung an der Hochschule für Musik Wien, bei ProQuartet in Paris, am Royal College in London sowie am Konservatorium Genf fort, wo er mit dem Premier Prix de virtuosité ausgezeichnet wurde. 1990 gründete er das Bernini Quartett und wurde Mitglied des international renommierten Ensembles I Musici.
Als Solist und Kammermusiker arbeitete er mit international gefeierten Künstlern wie Giuliano Carmignola, Christophe Coin, Wladimir Mendelssohn, Mario Brunello, Giovanni Sollima, Francesco Cera, Bruno Canino, Gérard Caussé und Hector Passarella zusammen.
Als Solist oder Konzertmeister wurde er von zahlreichen namhaften Orchestern eingeladen, darunter die Accademia Nazionale di Santa Cecilia in Rom, das Zürcher Kammerorchester, das Haydn-Orchester Bozen, das Orchestra di Padova e del Veneto, das Orchestra Regionale Toscana, La Stravaganza in Bukarest, das Orchestra Sinfonica Abruzzese, das Orchester des Teatro Bellini in Catania, Roma Sinfonietta, das ICO Orchestra in Lecce sowie das Orchestra Regionale di Roma e del Lazio.
Seine Konzerttätigkeit führte ihn in einige der bedeutendsten Konzertsäle und Theater der Welt, darunter die Berliner Philharmonie, die Kölner Philharmonie, der Herkulessaal und das Prinzregententheater in München. Weitere renommierte Spielstätten sind der Musikverein Wien, die Queen Elizabeth Hall in London, der Tschaikowski-Konzertsaal in Moskau, das Mariinski-Theater in St. Petersburg, die Suntory Hall in Tokio, das Arts Performance Center in Seoul, das Nationaltheater in Peking, das Shanghai Theatre, das Mozarteum in Salzburg, das Auditorium Parco della Musica „Ennio Morricone“ in Rom, die Società del Quartetto in Mailand sowie das Teatro Piccolo Arsenale im Rahmen der Biennale von Venedig.
Zahlreiche bedeutende Komponisten widmeten Marco Serino Werke. Zu seinen künstlerischen Partnern zählen Ennio Morricone, Luis Bacalov, Matteo D’Amico, Alessandro Sbordoni, Gideon Lewensohn, Steve Reich, Ada Gentile und Pascal Dusapin.
Er nahm für renommierte Labels wie Decca, Foné, Tactus und Amadeus auf. Seine Einspielungen wurden von führenden Fachzeitschriften wie The Strad, Répertoire, Classica und Amadeus ausgezeichnet. In jüngerer Zeit arbeitete er mit dem Label Arcana zusammen und veröffentlichte zwei Alben mit den Suites aus dem Kino von Ennio Morricone.
Marco Serino ist Professor für Violine am Konservatorium Trient. Er hält regelmässig Meisterkurse an verschiedenen Universitäten in den USA, an der Akademie für Alte Musik in Bruneck, an der Arts Academy in Rom, an der Accademia Filarmonica Romana sowie an zahlreichen italienischen Konservatorien.
Neben seiner Konzerttätigkeit widmet er sich der musikwissenschaftlichen Forschung. Er rekonstruierte unveröffentlichte Violinkonzerte von Johann Sebastian Bach, die bei Ut Orpheus erschienen und von Giuliano Carmignola mit Concerto Köln für Arkiv – Deutsche Grammophon eingespielt wurden.
Zudem schuf er eine Violinfassung von Bachs Sechs Suiten für Violoncello solo ohne Bass, aufgenommen von Giuliano Carmignola für das Label Arcana.
Marco Serino spielt eine Violine von Gonzalo y Bayolo (2021).