Marcos Mateo signe son premier contrat en 2004 avec les Reds de Cincinnati. En septembre 2007, alors qu'il évolue en ligue mineure dans l'ogarnisation des Reds, il est échangé aux Cubs de Chicago pour compléter une transaction conclue plus tôt qui avait permis à Cincinnati d'acquérir le voltigeurBuck Coats.
Marcos fait ses débuts dans les majeures dans l'uniforme des Cubs le . Il mérite sa première victoire dans le baseball majeur le dans un gain des Cubs sur les Reds de Cincinnati[1]. Après avoir affiché une moyenne de points mérités de 5,82 en 21 sorties en 2010, il améliore ses performances en 2011 avec une moyenne de 4,30 en 23 matchs. À chacune de ces deux premières saisons, il compte plus de retraits sur des prises (26 et 25) que de manches (21,2 et 23) passées au monticule.