Marcel Kolvenbach, geboren am 4. Juni 1969, studierte Visuelle Kommunikation an der Fachhochschule Düsseldorf. Nach seinem Abschluss im Jahr 1993 begann er als Fernsehjournalist (u.a. für das ARD-Morgenmagazin) und investigativer Dokumentarfilmer zu arbeiten. 1996 erhielt er für die ARD-Nachrichtenredaktion zur Berichterstattung über die US-Präsidentschaftswahlen ein RIAS-Stipendium. Von 1997 bis 2000 lebte er in New York, wo er für das ARD-Nachrichtenstudio arbeitete. Anschließend war er bis 2004 für das ARD-Studio in Brüssel tätig.  

Im Januar 2005 erschien Kolvenbachs Biografie über Bill Clinton als Teil der Anthologie "Liebe an der Macht: Paare die Geschichte schrieben", die die gleichnamige ARD-Dokureihe begleitete. Im selben Jahr erhielten Marcel Kolvenbach und Ekkehard Sieker für die ARTE-Dokumentation "Das Geheimnis der Fledermaus" über die aus Kuba kommende Bacardi-Familie und deren Verwicklungen in die Lateinamerika-Politik der USA, den Bronze Award beim New York Festival. 

Für die Dokumentation "Tod in der Zelle - Warum starb Oury Jalloh" (2005, aus der Reihe "die story"), über den bis heute ungeklärten Tod des Asylbewerber Oury Jalloh in einer Dessauer Gefängniszelle, erhielt er zusammen mit Co-Regisseur Pagonis Pagonakis den Deutschen Menschenrechtsfilmpreis und den Marler Filmpreis. 

Auch in den folgenden Jahren blieb Kolvenbach mit seinen Reportagen und Dokumentationen den Themen Menschenrechten, Humanismus und soziale Verantwortung verpflichtet. Von 2009 bis 2012 war er mit der Kamera in zwölf Ländern Afrikas unterwegs, woraus die Dokumentarfilme "Über den Inseln Afrikas" (2010) und "Atomic Africa" (2013) entstanden. Letzterer ging den Plänen nach, auf dem Kontinent zahlreiche Atomkraftwerke zu errichten. Der Film war für den Grimme-Preis nominiert und erhielt beim Green Screen Festival in Eckernförde den Best Green Report. 

2012 zog Kolvenbach nach Köln, wo verschiedene Öffentlich-Rechtliche Sender zu seinen Auftraggebern gehörten. Zusammen mit Ayse Kalmaz realisierte er den Kino-Dokumentarfilm "Dügün – Hochzeit auf Türkisch" (2015), der mehrere Deutschtürk*innen in Duisburg-Marxloh von den Hochzeitsvorbereitungen bis hin zum großen Tag der Eheschließung begleitet. Mit Karsten Laske drehte er die Dokumentation "Tahrib" (2016), die Geflüchtete zwischen Kenia, Istanbul und Griechenland begleitet. In der Dokumentation "Wir hacken Deutschland" (2017) zeigte Kolvenbach auf, wie angreifbar durch die Digitalisierung der Energiewende jene technischen Systeme geworden sind, die unsere energetische Zukunft bilden sollen. Neben seinen eigenen Filmen war Kolvenbach als Kameramann und Produzent auch an Arbeiten anderer Autor*innen und Regisseur*innen beteiligt. 

2019 begann Marcel Kolvenbach mit der Arbeit an dem sehr persönlichen Kino-Dokumentarfilm "Auf der Suche nach Fritz Kann", in dem er den Spuren des ersten Ehemannes seiner Großmutter nachforscht, des Juden Fritz Kann, der 1942 von den Nazis deportiert und ermordet wurde. Die Uraufführung des Films fand 2022 statt. Beim Kinofest Lünen 2022 erhielt er den Publikumspreis. Parallel zu diesem Film realisierte Kolvenbach in Zusammenarbeit mit zwei argentinischen Universitäten den Dokumentarfilm "In Situ", über soziale Ungleichheiten im argentinischen Gesundheitswesen. Der Film wurde im September 2022 im argentinischen Fernsehen ausgestrahlt. Im Januar 2023 startete "Auf der Suche nach Fritz Kann" in den deutschen Kinos. 

Neben seiner Arbeit als Autor und Regisseur ist Marcel Kolvenbach an der Kölner Kunsthochschule für Medien (KHM) als Professor für Dokumentarfilm tätig.