La prima documentazione storica relativa alla chiesa di San Marcello è contenuta in atti relativi ad una visita pastorale del 1537 compiuta dal principe vescovo di Trento Bernardo Clesio. Attorno alla chiesa vi stava il camposanto, che serviva le comunità di Chiarano e di Vigne, quindi svolgeva nei primi tempi il ruolo di chiesa cimiteriale. La sua costruzione fu successiva alla chiesa di Sant'Antonio Abate ma col tempo assunse un ruolo più centrale rispetto all'altra più antica. Le amministrazioni di Sant'Antonio e San Marcello, inizialmente separate, finirono per essere unificate.

 

Nel 1776 venne arricchita di un nuovo altar maggiore ed in seguito gli interni vennero tinteggiati.

 

Ottenne la custodia dell'Eucaristia nel 1888 e intanto, in data non precisata, venne dismesso il cimitero che stava attorno all'edificio.

 

Ottenne dignità parrocchiale nel 1954.

 

Nel biennio 1967-1968 fu oggetto di lavori di ristrutturazione.

 

A partire dal 1987 l'ente che amministrava San Marcello e Sant'Antonio venne soppresso con l'assegnazione dei suoi beni al nuovo ente parrocchia di San Marcello di Chiarano.

 

La chiesa è probabilmente il più antico edificio sacro nell'antico comune di Romarzolo, poi frazione di Arco. Il prospetto principale è rivolto ad ovest, ed è semplice, con un portale architravato. Sopra di questo un oculo. Sul lato destro della facciata si alza la torre campanaria.

 

La navata interna è unica con due cappelle laterali. Dalla parte presbiteriale si accede ad una cappella laterale ed alla sacrestia.