1982 ir 1983 m. Marčiulionis vargšai žaidė sovietų juniorių komandoje. Jis laimėjo aukso medalį 1982 m. FIBA Europos jaunesnių nei 18 metų čempionate ir sidabro medalį 1983 m. FIBA jaunesnių nei 19 metų pasaulio čempionate Ispanijoje. Marčiulionis dažnai buvo paskutinis, kuris buvo pašalintas iš Sovietų Sąjungos vyresnio amžiaus krepšinio komandos treniruočių stovyklų, kol galiausiai gavo savo šansą su vyresnio amžiaus komanda 1987 m.,
1987 m. Europos krepšinio varžybos. Marčiulionis taip pat buvo vienas iš išskirtinių žaidėjų, nes sovietai laimėjo aukso medalį 1988 m. Vasaros olimpinėse žaidynėse.