Figlio di Zenobi da Gagliano (ora Galliano, frazione di Barberino di Mugello), alla fine del XVI secolo era maestro d'intaglio e solo successivamente studiò musica, con Luca Bati, maestro di cappella della Basilica di San Lorenzo di Firenze, cominciando a sostituirlo nel 1602, per succedergli definitivamente alla sua morte (1608). Nel medesimo anno divenne maestro di cappella della Cattedrale di Santa Maria del Fiore di Firenze.
Per gli incarichi di prestigio ricoperti fin dalla giovane età e la lunga collaborazione nelle manifestazioni musicali allestite dalla corte medicea, Marco da Gagliano fu con Jacopo Peri e Giulio Caccini una delle personalità di primo piano nella Firenze dei primi decenni del seicento, ultimo periodo nel quale la corte granducale poté brillare quale centro produttivo di spettacoli fastosi e promotrice di nuove creazioni musicali.
Fu tra i compositori che elaborarono il nuovo stile rappresentativo nella musica, quella particolare unione di parola e musica chiamata Recitar cantando.
Mantova
Invitato nel 1607 dalla corte di Mantova a comporre un'opera per le nozze di Francesco IV Gonzaga con Margherita di Savoia, poi rinviate al maggio dell'anno seguente, scrisse La Dafne (rappresentata nel carnevale 1608), per i festeggiamenti in onore del Cardinale Ferdinando Gonzaga, suo protettore.
L'opera si avvaleva del libretto che Ottavio Rinuccini aveva scritto per l'opera omonima di Jacopo Peri rappresentata a Firenze nel 1598, riadattato dal poeta stesso.
Firenze
Nel 1624 ebbero la prima assoluta a Firenze le opere Rappresentazione del Angiolo Raffaello in Piazza Santa Maria Novella e La regina Sant'Orsola nel Palazzo Uffizi.
Vent'anni dopo La Dafne, Gagliano scrisse un'altra opera, La Flora, rappresentata nel Palazzo Uffizi a Firenze nel 1628 in occasione delle nozze di Margherita de' Medici con Odoardo I Farnese. Jacopo Peri vi collaborò per la parte di Clori.
La Flora, Favola in musica (Il Natal de' fiori) su testo di Andrea Salvadori, rappresentata per la prima volta a Firenze il 14 ottobre 1628
Musiche a 1-3 e 5 voci fra cui l'azione scenica Ballo di donne turche insieme con i loro consorti di schiavi fatti liberi su soggetto di Alessandro Ginori, andata in scena al Palazzo Pitti di Firenze nel 1615 e pubblicato a Venezia nel 1615