Jednak nie tylko w mistrzostwach świata Marleau uczestniczył. W 2004 roku był członkiem zwycięskiej drużyny podczas Pucharu Świata. Po tym ostatnim sukcesie został powołany na obóz drużyny narodowej przygotowujący drużynę do Igrzysk Olimpijskich w Turynie36 kanadyjskich hokeistów w kadrze olimpijskiej.. Ostatecznie został pominięty w składzie na tę imprezę. W dniach 24–27 sierpnia 2009 uczestniczył w podobnym obozie drużyny przygotowującej się do Igrzysk Olimpijskich w VancouverHockey Canada invites 46 players to Canada’s National Men’s Tean Orientation Camp In Calgary From August 24-27.. Jednakże tym razem został włączony do drużyny narodowej na tę imprezę. 30 grudnia 2010 roku został powołany przez trenera Mike’a Babcocka. Podczas turnieju rozegrał siedem spotkań, podczas których strzelił dwie bramki, a przy trzech asystował. Osiągnięciami tymi przyczynił się do zwycięstwa reprezentacji Kanady w turnieju olimpijskim.
Sukcesy Reprezentacyjne 16px Złoty medal zimowych igrzysk olimpijskich: 2010, 2014