Après des études secondaires passées au lycée Condorcet, il entre à l’École d'électricité Bréguet (ESIEE), puis intègre l’École supérieure d'aéronautique et de construction mécanique (Supaéro) dont il sort diplômé en 1913.
Il dessine l'hélice Éclair pour avion, utilisée par l'aviation française durant la Première Guerre mondiale et construit son premier avion en 1917. Il quitte un temps le domaine aéronautique, puis y revient en 1928 et fonde la Société des Avions Marcel Bloch. Sa société étant nationalisée sous le nom SNCASO en 1937, il crée quelques mois plus tard la Société Anonyme des Avions Marcel Bloch (SAAMB).
Pendant la Seconde Guerre mondiale, ayant refusé de collaborer avec les forces d'occupation, il est arrêté en 1940 par la police française. Arrêté avec sa femme et ses enfants, internés à Montluc et ensuite à Drancy, il est déporté à Buchenwald en août 1944. Il y reste huit mois et est sauvé par Marcel Paul, membre du Parti communiste français et chef de l'organisation clandestine du camp, et également par Albert Baudet. Il manifeste par la suite sa gratitude en nommant Albert Baudet directeur de la publicité du magazine Jours de France et en versant chaque année une somme d'argent au journal l’Humanité et à la fédération des déportés FNDIRP.
En 1946, il fait changer son patronyme en Bloch-Dassault (décret paru au Journal officiel du 4 décembre 1946), puis en Dassault (décret paru au Journal officiel du 15 février 1949). Dassault est une déformation du nom de code Char d'assault utilisé par son frère, le général Darius Paul Bloch, dans la résistance.
Sa société devient la Société des Avions Marcel Dassault puis la Générale Aéronautique Marcel Dassault (GAMD), qui produit les premiers avions à réaction français : Ouragan (1949), Mystère II (1952), Mystère IV (1954), Super-Mystère B-2 (1955), Mirage III (1956), Mirage IV (1959) qui équipe les forces nucléaires françaises et l'avion civil, bi-réacteur d'affaires Mystère-Falcon (1963). Une division électronique est créée en 1954 pour le développement de radars.
Absorbant les usines Bréguet, la GAMD est renommée Avions Marcel Dassault-Bréguet Aviation (AMD-BA) en 1971. Elle produit alors l'Alpha Jet (1973) avec l'allemand Dornier, avion d'entraînement qui équipe entre autres la Patrouille de France, le Jaguar avec British Aircraft Corporation, le Mirage 2000 (1978), l'avion de transport de passagers Mercure (1973), le Rafale et des évolutions de la série des Falcon. Il se crée ainsi un groupe industriel militaire et civil centré sur l'aviation, l'électronique (Électronique Serge Dassault) et l'informatique (Dassault Systèmes). Après l'élection de François Mitterrand comme président de la République, en 1981, Marcel Dassault échappe à la nationalisation en faisant don à l'État de 26 % de ses actions. En 1990, la société AMD-BA est renommée Dassault Aviation.
Il s'intéresse également à la presse en créant un hebdomadaire Jours de France[1], concurrent de Paris-Match, dans lequel il fit une part belle à l'aviation et à ses idoles Chantal Goya et Thierry Le Luron. Il tenait lui-même une rubrique, le Café du commerce.
Il a été producteur de cinéma.
Il fut sénateur des Alpes-Maritimes, puis député de l'Oise jusqu'à sa mort à 96 ans, doyen de l'Assemblée nationale de 1978 à 1986.
Il a été décoré de la plus haute distinction française, la grand-croix de la Légion d'honneur.
Dans le palmarès des plus grandes fortunes de France, il fut le premier en 1985.
Une place du 8e arrondissement de Paris, le rond-point des Champs-Élysées est renommée rond-point des Champs-Élysées-Marcel-Dassault en 1992.
Hergé s'est inspiré de lui pour créer le personnage de Laszlo Carreidas dans l'album de Tintin Vol 714 pour Sydney
Régis Franc s'est inspiré de lui dans ses 3 Tomes de Tonton Marcel - Capitaine d'Industrie, aux éd. Casterman
Marcel Dassault compte parmi les membres de sa famille José de Bérys, Francine Bloch, Darius Milhaud et Pierre Vidal-Naquet.
Marcel Bloch, né juif, se convertit au catholicisme en 1950. Il est enterré au cimetière de Passy.
Il a soutenu financièrement le Front national dans les années 1980.
Son fils Serge a pris sa succession à la tête du groupe.
