Selon leChronographe de 354, Marcellin est évêque de Rome, depuis l'an 296, durant 8 ans, 3 mois et 25 jours jusqu'à 25 octobre 304, période où la persécution démarre et l'épiscopat cesse durant 7 ans, 6 mois et 25 jours[2].
C'est au cours du pontificat de Marcellin, en 301, que l'Arménie devient la première nation officiellement chrétienne.
LeLiber pontificalis, se fondant sur lesactes de St Marcellin, dont le texte est perdu, rapporte que, pendant la persécution de Dioclétien, Marcellin est appelé au sacrifice. Il offre de l'encens aux idoles, mais il se repent peu de temps après, avoue sa foi pour le Christ et souffre le martyre avec plusieurs compagnons[3].
D'autres documents parlent de sa défection, ce qui pourrait expliquer le silence des anciens calendriers liturgiques. Au début duVe siècle, l'évêquedonatistePétilien de Cirta affirme que Marcellin et ses prêtres auraient abandonné les livres saints auxpaïens durant la persécution et offerts de l'encens à de faux dieux.Saint Augustin se contente de nier l'affaire, montrant par là qu'elle ne reposait que sur des calomnies[4].
Les registres du concile deSinuessa,IVe siècle, concile considéré comme imaginaire[5], sont fabriqués au début duVIe siècle. Ils indiquent que Marcellin, après sa chute, se présente devant un conseil, qui refuse de le juger selon le principe quele premier Siège ne peut être jugé par personne[6]. Selon leLiber Pontificalis, Marcellin est enterré, le, dans lecimetière de Priscille[7], sur laVia Salaria, 25 jours après son martyre ; leCatalogus Liberianus donne comme date le. Le fait du martyre, aussi, n'est pas établi avec certitude.
LaLégende dorée combine les deux idées d'apostasie et de martyre : saisi de peur, Marcellin aurait sacrifié aux idoles pour sauver sa vie puis, pénétré de remords, il serait revenu lui-même se livrer au bourreau.