Patrick Marco effectue des études de solfège, harmonie, histoire de la musique, violoncelle, musique de chambre et chant choral. Il suit le cycle d’études des techniciens de la musique à Sèvres et travaille la direction de chœur avec Michel Piquemal. En 1979, il succède à Roger Calmel et prend la direction du chœur Arpeggione de Gagny. En 1980, le Ministère de la Culture le nomme Chef de chœur puis Directeur Musical de la Maîtrise de Paris. En 1990 il est nommé Directeur du Département de direction de chœur au Conservatoire National de Région de Paris. Après avoir été le Directeur Musical du Chœur de l’Orchestre Colonne pendant 18 ans, il a l’honneur de rejoindre Fayçal Karoui pour diriger le Chœur de L’Orchestre Lamoureux, entre 2012 et 2016 . En 2012 il prend également  la Direction du Conservatoire Municipal Jean-Baptiste Lully de Puteaux et prend la direction artistique des « Concerts de la Vieille Eglise », rendez-vous dominical incontournable à Puteaux.

Patrick Marco a parcouru l’Europe, les Etats-Unis et l’Asie pour de grands concerts, et est responsable de nombreux stages de chant choral et de chant lyrique. Dans le cadre de la saison lyrique du Théâtre de Paris , il est amené à  collaborer avec Jean Michel Ribes, Jacques Martin, Peter Brook. Il fonde alors son ensemble vocal « Le Paris Consort ».
Durant la saison 1999-2000 il dirige les Chœurs de l’Opéra Comique pour Pelleas et Mélisande (Dir : Georges Prêtre) et Les Mamelles de Tirésias de Francis Poulenc. Il travaille avec les plus prestigieux orchestres : Ensemble Orchestral de Paris, Orchestre de Paris, Capitole de Toulouse, Radio France, Orchestre National d’Ile-de-France, EIC, Musicatreize, Erwartung,. Il effectue une vaste tournée aux Etats-Unis en juillet 2000 et donne plusieurs concerts dans les universités américaines. Il collabore avec le Théâtre du Châtelet  (Hansel und Gretel de E.Humperdinck , la Nativité de J. Adams et La Ville Morte de E.W Korngold (2000) ; création de l’opéra pour voix d’enfant « Peter Pan » de Patrick Burgan (2006) ; « Carmen » de Bizet ,  création du « Verfügbar aux Enfers » de G. Tillion (2007)),  avec le Boston Symphony Orchestra et le Tanglewood Choir pour la « Damnation de Faust » (Dir : James Levine),  avec l’Orchestre de Budapest pour la 3^ème Symphonie de Mahler et avec l’Ensemble Orchestral de Paris, pour « Les Petites liturgies » de Messiaen (2008). Il participe  à la production de «La Flûte enchantée » de Mozart pour l’Opéra de Monte Carlo (2009). Il assure la direction musicale du spectacle « Le voyage de Pinocchio » (mise en scène : S.Anglade), qui tournera dans toute la France jusqu’en février 2009.
En juin 2010, il dirige La Petite Messe Solennelle de Rossini avec la Maîtrise de Paris pour le 30^ème anniversaire du Festival d’Auvers sur Oise. Il recevra les honneurs de la presse musicale.
En 2011 Patrick Marco dirige le Psaume XIII de Liszt et Saint-François d’Assises de Gounod, dans le cadre du Festival d’ Annecy. Patrick Marco retrouve le Festival d’Auvers sur Oise pour sa 32^ème édition et dirige le Requiem Allemand de Brahms.
En 2013, il dirige l’Orchestre de Saint-Petersbourg dans la Messa di Gloria de Puccini .
En 2014 il dirige La Maîtrise de Paris pour représenter la France à l’événement Europe Sings !, nouvelle coproduction de l’Eurovision et de l’ORF. Lors de cette manifestation les participants étaient accompagnés par l’Orchestre symphonique de la Radio de Vienne ainsi que par le prestigieux Chœur Arnold Schönberg.
En 2017, Patrick Marco s’associe à l’Orchestre de la Loge pour une tournée inédite du Gloria de Vivaldi donnée dans une version pour chœur de femmes et orchestre (Festival d’Auvers-sur-Oise, Paris, Festival de l’Abbaye de Lessay…)

Au cours de sa carrière, Patrick Marco obtient « le Prix de chant choral Liliane Bettencourt » décerné par l’Académie des Beaux-Arts (1999) ainsi que « le Coup de Cœur » de l’Académie Charles Cros (2001) pour le premier volume des Chansons de France (Ed. Gallimard-Jeunesse).

Patrick Marco est considéré par la critique comme un des plus éminents directeurs de Maîtrise d’Europe et comme un très grand spécialiste des voix d’enfants.