Il est né à Neuilly-sur-Seine, Hauts-de-Seine, dans une famille juive de la haute bourgeoisie française. Après des études à l'École Polytechnique (X1915), il commence sa carrière en travaillant comme ingénieur dans le domaine de l'aéronautique pour les entreprises Gnome et Rhône puis Lioré et Olivier.
Durant la Première Guerre mondiale, Marcel Dassault sert comme pilote de chasse pour l'armée française. Il est blessé en service actif lorsque son avion est abattu par un Allemand. À la fin du conflit, il reçoit une citation à l'ordre de la Nation et la Croix de Guerre avec palme.
Dans les années 1930, Marcel Dassault crée sa propre entreprise, les Ateliers et Chantiers Aéronautiques Socata (maintenant connus sous le nom de Dassault Aviation), pour produire des avions légers de tourisme. Il est aussi actif dans l'industrie de la presse comme propriétaire du journal Le Figaro.
En tant que résistant, il joue un rôle majeur pendant la Seconde Guerre mondiale en aidant les Alliés à s'évader de France. Pendant ce temps, sa compagnie se réfugie en Angleterre pour continuer à produire des avions.
Après guerre, Marcel Dassault continue de développer son entreprise en créant plusieurs modèles d'avions militaires remarquables tels que le Mystère IV, le Super Mystère et le Mirage III, qui deviennent des icônes de l'aéronautique française.
Il est élu au Parlement français pour la première fois en 1958, représentant les Yvelines. Il y restera jusqu'en 1973 et sera ministre d'État de 1969 à 1972.
Marcel Dassault meurt le 4 juillet 1986 à Neuilly-sur-Seine, à l'âge de 90 ans. Il est enterré au cimetière Saint-Vincent de Neuilly-sur-Seine, dans une tombe en forme d'avion.
Marcel Dassault est considéré comme un pionnier et un innovateur dans le domaine de l'aéronautique française. Sa compagnie, Dassault Aviation, continue à produire des avions militaires et civils à succès à ce jour.