Né le 7 octobre 1966 à Long Island (état de New York) de parents d'ascendances italiennes et grecques, Marco Edward Beltrami poursuit une scolarité ordinaire jusqu'à la Brown University de Providence (Rhode Island), spécialisée dans les sciences. Élève du conservatoire de musique de l'Université de Yale puis de l'Université de Californie du Sud à Los Angeles, il suit alors les cours du maître de la musique de film qu'est Jerry Goldsmith à qui l'on doit parmi une double centaine d'oeuvres celles de La Planète des singes, Alien, Rambo et Star Trek.
C'est dans cette direction que va s'illustrer Marco Beltrami qui, outre ses travaux universitaires, compose sa première musique en 1994 pour le film Death Match de Joe Coppolletta. L'année suivante a lieu la rencontre avec Wes Craven qui lui confie les clés de la bande originale de Scream (1996) dont le premier épisode est couronné de succès. Le résultat est si satisfaisant que le réalisateur fera appel à lui pour les trois autres volets de la série en 1997, 2000 et 2011. Après cette carte de visite, Marco Beltrami devient un compositeur très demandé par les tenants du cinéma fantastique ou d'horreur. Son style fortement influencé par Bernard Herrmann (pourvoyeur attitré d'Alfred Hitchcock), à base de thèmes impressionnants dérivés de Beethoven ou de Tchaïkovsky, fait florès dans Mimic (1997), The Faculty (1998), The Crow 3 : Salvation (2000), Angel Eyes et Joy Ride (2001), Resident Evil (2002) en collaboration avec Marilyn Manson, Hellboy et I, Robot (2004), Red Eye (2005) et Die Hard 4 (2007).
Dans la cinquantaine de partitions qu'il compose en une vingtaine d'années, Marco Beltrami sort parfois du cadre qui a fait sa renommée pour illustrer des films indépendants tels que The Dangerous Lives of Altar Boys (2002) et le western Trois enterrements (2005) de Tommy Lee Jones. De même qu'il travaille avec d'autres cinéastes hors du cercle hollywoodien. Collaborateur régulier de Wes Craven, James Mangold, Guillermo del Toro, Roberto Rodriguez, John Moore, Len Wiseman et Kathryn Bigelow, il se met aussi au service des metteurs en scène français Bertrand Tavernier (Dans la brume électrique), Jean-Paul Richet (Mesrine, l'Ennemi public n°1 en 2008) et Xavier Palud (The Eye).
Nommé une première fois aux Emmy Awards en 1998 pour le film David and Lisa, Marco Beltrami a échoué deux fois dans la course à l'Oscar : en 2007 pour le remake western de James Mangold, 3h10 à Yuma et en 2009 pour Démineurs (The Lock Tucker) de Kathryn Bigelow. En 2012, il remporte néanmoins un Satellite Award pour Soul Surfer.
Après le décès de Michael Kamen en 2003, c'est tout naturellement vers lui que se tourne la production pour le quatrième volet de la franchise Die Hard en 2007 puis A Good Day To Die Hard en 2013. La même année voit la concrétisation du projet World War Z de Marc Forster, enregistré aux studios Abbey Road de Londres. Marco Beltrami travaille ensuite sur The Wolverine et la musique additionnelle de Carrie. En 2015, la sortie de Fantastic 4, adaptation cinématographique du groupe de super héros Marvel, le voit collaborer avec le ponte de la musique contemporaine Philip Glass. L'année suivante, Marco Beltrami a rendez-vous avec un nouveau blockbuster très attendu, Ben-Hur, inspiré du célèbre ouvrage de Lee Wallace. Ce péplum lui donne l'occasion de concevoir des orchestrations particulièrement épiques.
