Sang pemain sempat dipinjamkan ke Empoli pada musim 2007-2008 lalu. Setelah itu, dia selalu menjadi pilihan utama di lini tengah Juventus.
Bersama tim asal Kota Turin, Marchisio merasakan gelar juara Serie A, Coppa Italia, hingga Piala Super Italia. Namun kebersamaan mereka berakhir pada musim panas 2018 lalu. Marchisio memutuskan hijrah ke Rusia untuk membela Zenit St Petersburg.
Hanya semusim berselang, pria kelahiran 19 Januari 1986 itu memilih angkat kaki dari Rusia. Meski ada beberapa tim yang mengincarnya, Marchisio lebih memilih untuk gantung sepatu.