Marčiulionis pelasi säästeliäästi Neuvostoliiton junioreissa. Hän voitti kultamitalin vuoden 1982 FIBA-Euroopan U18-mestaruuskilpailussa ja hopeamitalin vuoden 1983 FIBA-U19-maailmancupissa Espanjassa. Marčiulionis oli usein viimeinen mies, joka poistettiin Neuvostoliiton koripallojoukkueen koulutusleireistä, kunnes hän lopulta sai mahdollisuutensa vanhemman joukkueen kanssa vuonna 1987, jolloin hän sai erinomaisen suorituksen voittaessaan hopeamitalin EuroBasketissa 1987.
- Mitä? Marčiulionis oli myös yksi merkittävimmistä pelaajista, sillä Neuvostoliitto voitti kultamitalin vuoden 1988 kesäolympialaisissa.