Formado em Produção Cultural pela Universidade Federal Fluminense, Marcelo Velloso começou sua atuação na gestão pública em Niterói. De 2003 a 2004, trabalhou como Coordenador do Grupo de Trabalho de Desenvolvimento de Projetos e Captação de Recursos da Secretaria Municipal de Planejamento, Orçamento e Gestão de Niterói. Entre 2005 e 2006, foi chefe de Gabinete da Comissão de Educação e Cultura da Câmara Municipal daquela cidade.De 2007 a 2008, foi subsecretário de Cultura de Niterói. Nesse período, assumiu a gestão da Secretaria de Cultura e da Fundação de Arte de Niterói (FAN).Sua experiência como subsecretário fez com que Velloso assumisse, em abril de 2008, o cargo de Secretário Municipal de Cultura, que exerceu até setembro do mesmo ano.
Entre 2009 e 2010, Velloso foi assessor especial do gabinete do vereador André Diniz, trabalhando na assessoria técnica em políticas culturais e representação do Poder Legislativo no Conselho Municipal de Cultura. Em 2010 e 2011, coordenou o projeto “Niterói – Encontro com a América do Sul”, da Secretaria Municipal de Ações Estratégicas de Niterói, atuando no planejamento do projeto e interlocução com gestores e instituições culturais públicas e privadas dos países sul-americanos.
De 2011 a 2014, Marcelo Velloso atuou no Ministério da Cultura. Foi coordenador geral de Estratégia e Gestão das Ações da Secretaria de Articulação Institucional e depois chefe da Representação Regional dos Estados do Rio de Janeiro e do Espírito Santo. Nesse período, participou dos fóruns de acompanhamento das ações de cultura para os grandes eventos esportivos no Rio de Janeiro, como a Copa das Confederações, a Copa do Mundo e as Olimpíadas e Paralimpíadas. Durante o processo de organização dos Jogos Rio 2016, Marcelo Velloso foi superintendente de Cultura, Eventos e Turismo da Autoridade Pública Olímpica (APO).