Nata a Roma il 17 gennaio 1916, Marcella De Marchis è stata la prima moglie di Roberto Rossellini, sposato nel 1936 e lasciato nel 1942.
Scenografa e costumista per il marito – ha collaborato tra gli altri a Socrate (1971), Blaise Pascal (1972) e Il Messia (1975) -, De Marchis ha lavorato inoltre con numerosi registi italiani, tra cui Federico Fellini (La città delle donne), Pier Paolo Pasolini (Teorema) e Mario Monicelli (Le due vite di Mattia Pascal).