D'origine allemande, Marcel Hartmann est né dans une famille d'artistes peintres. Marcel Hartmann s'est passionné dès l'enfance pour la photographie. Il a débuté avec le photographe indépendant Helmut Claus.
C'est à Paris, au studio Pin-Up, que sa carrière s'est engagée. Il a été assistant de Dominique Issermann, Richard Avedon, Irving Penn et Peter Lindbergh. En 1992, Marcel Hartmann commence à photographier des personnalités pour des magazines et des marques prestigieuses. Il a exploré les univers de la mode, de la musique, de la publicité, du sport et surtout du cinéma et des plateaux de tournage.
Il a rencontré Mylène Farmer en 2018 lors d'une séance photos pour le magazine Gala publié le 31 janvier 2019.