Marlet speelde 23 keer voor de nationale ploeg van Frankrijk, en scoorde zes keer in de periode 2000-2004. Hij maakte zijn debuut onder leiding van bondscoach Roger Lemerre op woensdag 15 november2000 in de vriendschappelijke uitwedstrijd tegen Turkije (0-4). Marlet viel in dat duel na 82 minuten in voor David Trezeguet, de maker van het eerste doelpunt. Hij nam met Les Bleus tweemaal deel aan de strijd om de FIFA Confederations Cup (2001 en 2003), en aan Euro 2004 in Portugal.