Ở Zenit, Marchisio được trao chiếc áo số 10. Tuyển thủ có 55 lần khoác áo ĐT Italia này trình làng ở đội một Juventus từ mùa giải 2006/07 khi họ bị đẩy xuống Serie B vì vụ scandal Calciopoli.
Anh thi đấu theo dạng cho mượn ở Empoli trong mùa giải kế tiếp, trước khi quay lại và trở thành trụ cột ở Juve với 37 bàn thắng qua 389 trận. Marchisio cùng Juve chinh phục 7 danh hiệu Scudetto liên tiếp từ mùa 2011/12 đến nay, bên cạnh 4 Coppa Italia.