في 4 يناير 2021، تم تعيين مارسيلينو مدربًا رئيسيًا لأثلتيك بيلباو بعقد حتى 30 يونيو 2022. في أول ثلاث مباريات له في المسؤولية ، خسر ضد برشلونة في الدوري المحلي وهزم نفس الخصم وريال مدريد للفوز
سوبر كوبا دي إسبانيا. كان أيضًا على مقاعد البدلاء في نهائيات كأس إسبانيا في أسبوعين (الأول تم تأجيله بسبب وباء COVID-19) ، وخسر كلاهما.