Marcum est repêché le 3 juin2003 par les Blue Jays de Toronto au troisième tour de sélection[1]. Il perçoit un bonus de 449 000 dollars à la signature de son premier contrat professionnel le 23 juin 2003.
Marcum manque la totalité de la saison 2009 de Ligue majeure sur blessure. Il subit une opération Tommy John en [3] et se contente de quelques apparitions en Ligues mineures à la fin de sa période de convalescence. Il retrouve les terrains de Ligue majeure en 2010 en étant désigné lanceur partant pour le match d'ouverture de la saison des Jays[4].
Marcum lance plus de 200 manches pour les Brewers en 2011, au sein d'une rotation de lanceurs partants renforcée, lui et Zack Greinke venant rejoindre Yovani Gallardo. Avec 13 victoires contre 7 défaites et une moyenne de points mérités de 3,54 au cours de cette excellente saison régulière, Marcum aide les Brewers à remporter leur premier championnat de division depuis 1982. Il connaît cependant des séries éliminatoires, ses premières en carrière, extrêmement difficiles. Il est retiré du seul match de Séries de divisions auquel il participe contre Arizona après quatre manches et deux tiers au monticule et encaisse la défaite sur sept points alloués. Il perd ses deux départs en Série de championnat où il est malmené par les futurs champions du monde, les Cardinals de Saint-Louis. Ces derniers inscrivent neuf points en seulement cinq manches contre Marcum, qui termine la série avec une moyenne de points mérités de 16,20.
Blessé à l'épaule[7] durant la saison 2012, Marcum est limité à 21 départs. Il remporte 7 gains contre 4 revers et affiche une moyenne de points mérités de 3,70. Milwaukee le laisse devenir joueur autonome une fois la saison complétée et ne retiennent plus ses services.
Mets de New York
Le droitier Marcum signe le un contrat d'une saison avec les Mets de New York[8]. Il perd ses 9 premières décisions avec les Mets et affiche une moyenne de points mérités de 5,76 durant cette période[9]. En 14 manches, dont 12 départs avec les Mets, et 78 manches et un tiers lancées, sa moyenne s'élève à 5,29. Il ne compte qu'une seule victoire contre 10 défaites. New York le libère de son contrat le [10]. Marcum vient à ce moment de recevoir un diagnostic de syndrome du défilé thoracobrachial, une condition qui se caractérise par une compression des vaisseaux sanguins ou des nerfs entre la clavicule et les côtes, pouvant causer des douleurs à l'épaule, au cou, et des engourdissements dans les mains[11]. Marcum est opéré en pour tenter de réduire les symptômes engendrés par cette condition[12].
Indians de Cleveland
Le , Marcum signe un contrat des ligues mineures avec les Indians de Cleveland[12]. Limité à quelques matchs en ligues mineures en 2014, Marcum revient dans les majeures en 2015, alors qu'il effectue 6 départs et une présence en relève pour Cleveland. En 35 manches lancées, sa moyenne de points mérités s'élève à 5,40.
