Marco Picasso obtient un diplôme d'ingénieur ECAM de Lyon en 1986, puis le DESS d'ingénierie mathématique et calcul scientifique de l'Université de Besançon en 1986. En 1988, il entreprend un travail de recherche dans le groupe du Professeur Jacques Rappaz, en collaboration avec le département des matériaux de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. En 1992, il soutient sa thèse de doctorat concernant la simulation numérique des traitements de surface par laser. Depuis 1993, il est responsable du calcul scientifique au sein de la chaire d'analyse et simulation numériques du département de mathématiques de l'EPFL.