Aderendo al mazzinianesimo, fu tra i promotori del Congresso delle associazioni democratiche a Parma nel 1866[2], ove si schierò con la corrente massimalista contraria a qualsiasi compromesso con la dinastia sabauda e sdegnata verso la politica economica e sociale del nuovo Stato unitario.
Alle elezioni politiche del 1876 Marcora lasciò la linea astensionistica e si presentò nel collegio di MilanoPorta Ticinese; eletto per la prima volta deputato, si iscrisse al gruppo parlamentare dell'estrema sinistra radicale.
Negli anni di fine Ottocento, all'interno del gruppo radicale, Marcora si distinse come componente dell'ala "legalitaria", favorevole ad un inserimento più incisivo del partito nell'alveo delle istituzioni[3]. Nel 1903, in dissenso con il suo partito, Marcora espresse voto favorevole al Governo Zanardelli e, poi, accordò la fiducia al Governo Giolitti II.
Tra il 27 e il 30 maggio 1904, a Roma, si svolse il I Congresso Nazionale del Partito Radicale Italiano che, per l'occasione, si costituì ufficialmente in partito politico. Marcora capeggiò una delle due correnti principali del partito, quella che sosteneva che l'istituto monarchico non avrebbe potuto essere definitivamente accettato sin tanto che non si fosse dimostrato compatibile con le esigenze democratiche; tale linea - secondo Marcora - doveva essere percorsa dal partito, in autonomia dai socialisti e dai repubblicani. A tali posizioni si contrappose la corrente di Ettore Sacchi, che risultò maggioritaria[4].
Nello stesso anno, Marcora fu protagonista di un'iniziativa politica condotta dal Presidente del Consiglio Giovanni Giolitti, finalizzata ad inserire il Partito radicale nella maggioranza governativa, e cioè proprio l'elezione dell'uomo politico milanese alla Presidenza della Camera dei Deputati[5]. A seguito di tale operazione, il Partito radicale partecipò a tutti i governi dell'età giolittiana dal 1906 al 1914, e poi ancora dal 1916 al 1919.
Marcora mantenne la carica di Presidente della Camera dei deputati del Regno d'Italia dal 1904 al 1919, eccetto un breve periodo di pochi mesi tra il 1906 e il 1907. Resse tale incarico istituzionale abbandonando sostanzialmente ogni altra attività di partito.