Den hellige Marcellus I var i følge LP romer fra Via Lata-distriktet og sønn av Benedictus.
På grunn av de harde forfølgelsene, men også indre splid, ble den romerske stol stående tom i over 3½ år etter Marcellinus, enten han ble avsatt eller abdiserte på grunn av frafall, eller døde som pave. Dette var den lengste sedisvakans i pavehistorien. I den lange vakansen brant også Romas arkiver i år 305.
Med keiser Maxentius' (306-12) tronbestigelse avtok forfølgelsene i vest, og det ble mulig å gjennomføre et valg. Det falt på Marcellus, som hadde vært en ledende presbyter under Marcellinus og som sannsynligvis hadde spilt en nøkkelrolle under vakansen. Donatistenes senere anklager om at han skulle ha overgitt hellige bøker til myndighetene sammen med pave Marcellinus, er svært usannsynlige, for han felte en nådeløs dom over slik fremferd og ser ut til å ha slettet Marcellinus' navn fra pavelisten.
Marcellus var pave i bare litt over ett år. Det må nevnes at hans datoer er usikre, for eksempel mener mange forskere at han styrte fra 27. mai eller 26. juni 308 til 16. januar 309, altså bare 7-8 måneder.
En viktig oppgave som møtte ham, må ha vært reorganiseringen av kirken i det nye politiske klimaet, og dette ligger antakelig bak den anakronistiske opplysningen i LP om at han delte byen i 25 tituli eller sogn, hver under en presbyter i en titularkirke. Han fordelte også de ulike kirkegårdenes oppgaver.
Marcellus bestemte angivelig at et konsil ikke kunne holdes uten pavens autorisasjon.
Men en like presserende oppgave var det samme problemet som etter Decius' forfølgelser 50 år tidligere: de mange som hadde fornektet troen under forfølgelsene. Hvis en skal dømme etter verset som pave Damasus I komponerte om ham, var Marcellus en rigorist som stilte så strenge krav til bot at han fikk flertallet i menigheten mot seg. Dette resulterte i offentlig uro og til og med blodsutgytelse, og det fikk keiser Maxentius til å gripe inn. Da Marcellus var angitt til ham av en apostat, forviste keiseren ham fra byen som en fredsforstyrrer. Dette er det første eksempel på at de sekulære myndighetene blandet seg inn i Kirken utenom direkte forfølgelser.
Marcellus døde kort etter forvisningen, muligens den 16. januar 308 (309?), men det er ikke kjent hvor. Hans legeme ble senere brakt tilbake til Roma og gravlagt i St. Priscilla-katakomben, hvor også mange martyrer fant sitt siste hvilested. Det var en privat eiendom som ikke hadde blitt konfiskert under forfølgelsene.
En senere legende, gjengitt i LPs andre utgave, «pynter på» hans død ved denne legenden:
Keiser Maxentius var rasende på grunn av at paven nektet å ofre til gudene. Derfor gjorde han om bygningen som skulle bli pavens titularkirke til en stall for hestene i det keiserlige postvesen og lot paven stelle dem som en stallknekt. I denne slaverollen døde han.
I virkeligheten sier Hieronymus' martyrologium fra 400-tallet at han døde som bekjenner (det vil si en som blir forfulgt og straffet, men ikke drept for sin tros skyld).
På basis av forskning i kildene har noen vitenskapsmenn fra sent på 1800-tallet hevdet at Marcellus i virkeligheten er identisk med Marcellinus, som det er ingen tvil om at har eksistert. Dette underbygges av fraværet av det ene eller andre navnet fra hovedtekstene og andre gåtefulle fakta. Andre har betraktet Marcellus som en ledende presbyter som hadde kvasi-papale funksjoner under det lange interregnum, uten å være biskop.
Teorien har fortsatt støtte, men møter formidable vanskeligheter, for eksempel det faktum at begge pavene opptrer i Liberius' katalog, som ble utgitt bare 40 år senere, og Damasus Is beskrivelse av Marcellus som rector, et uttrykk han reserverer for biskoper, i sin gravskrift på vers for ham.
I middelalderlige bilder av den hellige Marcellus fremstilles han med en pavelig tiara ved siden av en kirke med et esel. Han er skytshelgen for stallgutter, og hans minnedag er 16. januar.