Po raz pierwszy na arenie międzynarodowej Marcus Hellner pojawił się 23 lutego 2003 r. w miejscowości Hakarpspojkarna, gdzie w zawodach juniorów zwyciężył w biegu na 20 km techniką dowolną. W 2004 roku wystąpił na mistrzostwach świata juniorów w Stryn, gdzie zajmował miejsca w trzeciej dziesiątce. Rok później, na mistrzostwach świata juniorów w Rovaniemi zajął 28. miejsce w biegu na 10 km stylem dowolnym, a w biegu łączonym na 20 km był piętnasty. W tym samym roku zdobył mistrzostwo kraju w kategorii juniorów w biegu na 30 kilometrów stylem dowolnym.
W Pucharze Świata zadebiutował 7 marca 2006 roku w Borlänge, gdzie zajął 32. miejsce w sprincie stylem dowolnym. W sezonie 2005/2006 pojawił się jeszcze w trzech zawodach Pucharu Świata, ale ponownie nie zdobył punktów, wobec czego nie został uwzględniony w klasyfikacji generalnej. Na przełomie stycznia i lutego 2006 roku brał udział w mistrzostwach świata młodzieżowców w Kranju, zdobywając brązowy medal w sprincie stylem dowolnym, a bieg łączony na 30 km ukończył na dwudziestej pozycji. Pierwsze pucharowe punkty wywalczył 31 grudnia 2006 roku Monachium zajmując 13. miejsce w sprincie techniką dowolną. Bieg ten był pierwszym etapem pierwszej edycjiTour de Ski. W pozostałych etapach Marcus jeszcze tylko raz zdobył punkty – w tej samej konkurencji 5 stycznia 2007 roku w Asiago był piąty. Był to jego najlepszy wynik w sezonie 2006/2007, który ukończył na 114. miejscu. W 2007 roku wystąpił na swojej pierwszej dużej imprezie w kategorii seniorów – mistrzostwach świata w Sapporo. Wspólnie z Andersem Södergrenem, Martinem Larsonem oraz Mathiasem Fredrikssonem wywalczył tam brązowy medal w sztafecie, przegrywając walkę o srebro z Rosjaanami o zaledwie 0.3 sekundy. Indywidualnie był ósmy w biegu na 15 km stylem dowolnym. Niecałe dwa tygodnie później zdobył srebrny medal w sprincie klasykiem na mistrzostwach świata młodzieżowców w Tarvisio.
W sezonie 2007/2008 zajął 53. miejsce w klasyfikacji generalnej. W drugim Tour de Ski punktował w większości etapów, ale mimo to w klasyfikacji końcowej zajął dopiero 36. miejsce. Poza TdS Hellner punkty zdobył trzy razy, najlepszy wynik osiągając już w pierwszym starcie sezonu – 27 października 2007 roku w Düsseldorfie, gdzie był piąty w sprincie stylem dowolnym. Kolejny sezon zaczął od wywalczenia pierwszego pucharowego podium w karierze, 22 listopada 2008 roku w Gällivare wygrywając w biegu 15 km techniką dowolną. Nie ukończył rywalizacji w czwartej edycji Tour de Ski po tym, jak wycofał się przed biegiem na 20 km stylem klasycznym będącym przedostatnim etapem cyklu. W zawodach Finału PŚ w Sztokholmie i Falun zajął ósme miejsce, przy czym w trzecim etapie był drugi w biegu łączonym na 20 km. Podczas mistrzostw świata w Libercu w 2009 roku nie zdobył medalu. Indywidualnie najlepszy wynik uzyskał w sprincie stylem dowolnym, gdzie był piąty. W sztafecie Szwedzi z Hellnerem w składzie zajęli szóstą pozycję.
Najważniejszym punktem sezonu 2009/2010 były igrzyska olimpijskie w Vancouver. Wraz z Danielem Richardssonem, Johanem Olssonem i Andersem Södergrenem zdobył złoty medal w biegu sztafetowym. Hellner bieg na ostatniej zmianie i na 3 km przed metą odskoczył rywalom i finiszował jako pierwszy, o 15 sekund przez Norwegami i Czechami. Na tych samych igrzyskach Marcus zdobył także złoty medal w biegu łączonym na 30 km, bezpośrednio wyprzedzając NiemcaTobiasa Angerera i swego rodaka Johana Olssona. W biegu na 15 km techniką dowolną był blisko kolejnego medalu, ale ostatecznie przegrał walkę o brąz z Czechem Lukášem Bauerem. W rywalizacji pucharowej trzykrotnie stawał na podium: 12 grudnia był drugi w biegu na 5 km stylem dowolnym w Davos, 14 marca zajął trzecie miejsce w sprincie stylem dowolnym w Oslo, trzeci był także w zawodach Finału PŚ. W czwartym TdS punktował we wszystkich etapach, nie zajmując miejsca niższego niż piętnaste. W czterech etapach stawał na podium, jednak wystarczyło to tylko do zajęcia czwartego miejsca w klasyfikacji końcowej, ze stratą ponad półtorej minuty do zwycięskiego Bauera. W klasyfikacji generalnej sezonu 2009/2010 Szwed zajął trzecie miejsce, ulegając tylko Petterowi Northugowi z Norwegii oraz Lukášowi Bauerowi, trzeci był także w klasyfikacji biegów dystansowych.
Sezon 2010/2011 zaczął od zwycięstwa 20 listopada 2010 roku w Gällivare w biegu na 15 km techniką dowolną. Punktował jeszcze kilkakrotnie, ale na podium już nie stawał. W rozgrywanym w Ruce cyklu Ruka Triple był czwarty zajmując trzecie miejsce w jego trzecim etapie. W piątej edycji Tour de Ski wygrał pierwszy etap, ale w pozostałych etapach na podium stanął tylko raz, zajmując drugie miejsce. Punktował we wszystkich etapach, ale w klasyfikacji końcowej był zaledwie czternasty. W klasyfikacji generalnej zajął siódme miejsce, podobnie jak w klasyfikacji dystansowej. Na mistrzostwach świata w Oslo w 2011 roku zdobył złoty medal w sprincie stylem dowolnym, wyprzedzając Northuga oraz kolejnego Szweda Emila Jönssona. Na tych mistrzostwach był także między innymi szósty w biegu łączonym na 30 km, a w sztafecie Szwedzi w tym samym składzie co w Vancouver zdobyli srebrny medal. W 2011 roku zdobył także tytuły mistrza Szwecji w biegu na 15 km klasykiem i biegu łączonym na 30 km.
W sezonie 2011/2012 punktował w znacznej większości startów, jednak na podium stanął tylko raz, zajmując drugie miejsce w szóstym Tour de Ski. W ośmiu z dziewięciu etapów zdobywał punkty, ale na podium stanął tylko raz, w podbiegu pod Alpe Cermis, który był ostatnim etapem całego cyklu. Wtedy też awansował z trzeciego miejsca na drugie, wyprzedzając Northuga i ulegając tylko Dario Cologni ze Szwajcarii. Poza TdS Hellner był między innymi szósty w Ruka Triple i dziewiąty w zawodach Finału Pucharu Świata. W klasyfikacji generalnej pozwoliło mu to zająć czwarte miejsce, a w klasyfikacji biegów dystansowych był ósmy.