Na Papieskim Uniwersytecie Gregoriańskim w Rzymie obronił w 1983 doktorat z teologii dogmatycznej. W latach 1989–1997 był profesorem i rektorem seminariów w Montrealu i Edmonton, a od 1997 profesorem w Instytucie Jana Pawła II Badań nad Małżeństwem i Rodziną.
3 marca 2001 został powołany przez papieża Jana Pawła II na sekretarza Papieskiej Rady Promowania Jedności Chrześcijan, otrzymując jednocześnie tytularną stolicę arcybiskupią Acropolis. Sakry biskupiej udzielił mu sam papież w Watykanie 19 marca 2001. W listopadzie 2002 został arcybiskupem Quebecu i prymasem Kanady.
21 października 2003 wyniesiony do godności kardynalskiej, otrzymał tytuł prezbitera S. Maria in Traspontina.
12 stycznia 2008 papież Benedykt XVI mianował kard. Marca Ouelleta relatorem generalnym 12. zgromadzenia zwyczajnego Synodu Biskupów.
30 czerwca 2010 mianowany przez papieża Benedykta XVI prefektem Kongregacji ds. Biskupów.
W 2011 kardynał Marc Ouellet dokonał konsekracji, w asyście arcybiskupa Celestina Migliorego, nuncjusza apostolskiego w Polsce, i Stanisława Stefanka, dotychczasowego biskupa łomżyńskiego, biskupa diecezjalnego łomżyńskiego Janusza Stepnowskiego.
Był wymieniany w gronie faworytów do następstwa (tzw.