Catedrático de la Università de la Sapienza (Roma), es una de las autoridades más destacadas en el campo de la Historia del Arte de la Edad Moderna en Italia. Fundador y director de la revista de arquitectura “Psicon” (Florencia, 1974-77), ha impulsado la aplicación del método “psico-iconológico” al estudio de las artes visuales. Además, ha sido director de “QUASAR. Quaderni di storia dell’architettura e restauro” (Firenze 1989-93) y miembro del comité de dirección de “Palladio. Rivista di storia dell’architettura e restauro”.
Durante cinco décadas se ha dedicado al estudio de los grandes artistas y mecenas del Renacimiento y Barroco en Italia, entre ellos Baldassare Peruzzi, Rafael, Vignola, Sisto V, Bernini, Borromini, Pietro da Cortona y Alejandro VII. Asimismo, ha centrado su atención en la arquitectura y urbanismo de importantes ciudades como Roma, Palermo, Bari o Lecce, destacando sus investigaciones acerca del carácter teatral de la escenográfica barroca y el valor del jardín como universo artificial.
Marcello Fagiolo es autor y editor de importantes publicaciones, entre las que se cuentan los catálogos de las numerosas exposiciones que ha comisariado desde 1982 hasta la actualidad. Entre los títulos más destacados cabe mencionar: Immagini del Barocco; Gianlorenzo Bernini architetto; Barocco romano e barocco italiano; Roma e l’antico nell’arte e nella cultura del ‘500; Bernini scultore e l’unità delle arti visive; Baldassare Peruzzi: Pittura, scena e architettura nel ‘500; Raffaello e l’Europa; Centri e periferie del barocco; Sisto V; La festa a Roma dal Rinascimento al 1870; Bernini e la Roma di Alessandro VII; Roma: il verde e la città. Giardini e spazi verdi nella costruzione della forma urbana; Roma barocca: Bernini, Borromini, Pietro da Cortona; y Atlante del Barocco in Italia: le Capitali della Festa.
Además, Marcello Fagiolo ha desempeñado importantes cargos oficiales de gran responsabilidad para la preservación y estudio del patrimonio histórico-artístico italiano como el de Consulente del Ministero per i Beni Culturali, Segretario scientifico dei Comitati Nazionali per Bernini e Raffaello, Coordinatore del Comitato Nazionale per Sisto V y el de Presidente dei Comitati Nazionali per Pirro Ligorio e per “Roma e la nascita del Barocco”. Ha sido Presidente del Comitato Nazionale per lo studio e la conservazione dei giardini storici y Direttore dell’Atlante del Barocco in Italia.