Белинелли начал профессиональную карьеру в клубе «Виртус» из Болоньи, в чемпионате Италии дебютировал 4 апреля 2002 года, в 16 лет[1]. В 2003 перешёл в другой болонский «Фортитудо». В обоих клубах основными игроками на его позиции были аргентинцы, Ману Жинобили («Виртус») и Карлос Дельфино («Фортитудо»), будущие олимпийские чемпионы и игроки НБА. В 2004 году с уходом Дельфино в «Детройт Пистонс» 18-летний Марко получил возможность проявить себя и попасть в основной состав команды. Изначально тренер Ясмин Репеша использовал Белинелли при игре в защите, но со временем всё больше доверял ему завершать атаки команды дальними бросками, в итоге Марко стал одним из самых результативных игроков «Фортитудо»[2]. В 2005 году баскетболисты «Фортитудо» выиграли чемпионат и суперкубок Италии, а Белинелли был признан самым ценным игроком матча за суперкубок[2]. За юниорские сборные Италии выступал на чемпионатах Европы 2004 и 2005 годов, в 2006 году Марко в составе национальной сборной Италии играл на чемпионате мира в Японии, где итальянцы заняли 9-е место. Белинелли хорошо проявил себя в матче со сборной США, в котором он был лучшим игроком в составе своей сборной и набрал 25 очков[3]. После его яркой игры в чемпионате Италии и на чемпионате мира баскетбольные специалисты заговорили о Марко, как о восходящий звезде итальянского баскетбола[4].
В 2007 году Белинелли был выбран на драфте НБА под 18-м номером командой «Голден Стэйт Уорриорз». Он хорошо проявил себя в играх Летней лиги НБА в Лас-Вегасе, где он показал высокую результативность (22.8 очка в среднем за игру) и был включён в символическую сборную турнира[5]. В сентябре Белинелли в составе сборной Италии играл на чемпионате Европы в Польше, где итальянцы выступили неудачно, заняв лишь 9-е место. В своём дебютном сезоне в НБА Марко принял участие в 33 матчах, каждый из которых он начинал на скамье запасных, и в среднем проводил на площадке 7.3 минуты за игру. Во втором сезоне, половину которого Белинелли восстанавливался после различных травм, он сыграл 42 матча, 23 из которых начинал в стартовой пятёрке, улучшил свою результативность по очкам и передачам. 19 декабря 2008 года в матче против «Атланта Хокс» Марко установил личный рекорд результативности, 27 очков.
29 июля 2009 года «Уорриорз» обменяли Белинелли в «Торонто Рэпторс» на форварда Девиана Джорджа[6]. В «Торонто» Марко присоединился к своему партнёру по сборной Италии, Андреа Барньяни.
11 августа 2010 года «Рэпторс» обменяли Белинелли в «Нью-Орлеан Хорнетс» на Джулиана Райта[7].
24 июля 2012 года подписал контракт с Чикаго Буллз.
Белинелли в составе «Рэпторс»
Италия
Текущий состав «Чикаго Буллз»