Ha interpretato ruoli minori in più serie televisive. La svolta è arrivato con il ruolo nel film Pitbull diretto da Patryk Vega che gli è valso il premio Zbyszek Cybulski nel 2005.[1] Ha ricevuto il Leone d'oro al Gdynia Film Festival per il suo ruolo in Róża nel 2011.[2] Nel 2012 gli è stato conferito il premio Paszport Polityki.[3] Nel 2012-2013 è apparso in una miniserie chiamata Spies of Warsaw, co-prodotta dalla BBC e da Telewizja Polska.[4] Sempre nel 2012 ha vinto l'IFFI Best Actor Award (Male) al 43º International Film Festival of India.[5] Nel 2020 Marcin Dorociński si è unito al cast della miniserie televisiva La regina di scacchi, interpretando il ruolo di un campione del mondo di scacchi russo di nome Vasilij Borgov.[6]