З 1963 року працював у складі 1-го управління (зовнішня розвідка) Комітету державної безпеки УРСР. До середини 70-х років перебував на оперативних посадах за кордоном, у тому числі й Німеччині. Знав чотири іноземні мови (англійську, німецьку, іспанську та російську).
З кінця 70-тих років працював в Україні на посаді заступника керівника 5-го управління КДБ СРСР. Майже 4 роки очолював комісію по реабілітації жертв політичних репресій[5].
5 червня 1991 року на засіданні Верховної Ради УРСР Марчука призначили міністром з питань оборони, національної безпеки і надзвичайних ситуацій УРСР[7][8].
Указом Президента Кравчука (№ 348/94) від 1 липня 1994 року (між першим і другим туром президентських виборів) Марчука призначили віцепрем'єр-міністром в Уряді Віталія Масола[10].
А восени того ж року, 31 жовтня, Указом новообраного президента Леоніда Кучми (№ 647/94) Марчука призначено першим віцепрем'єр-міністром України — головою Координаційного комітету при Президентові України по боротьбі з корупцією і організованою злочинністю[11]. У зв'язку з тим, що прем'єр-міністр Масол подав у відставку з посади керівника уряду, президент Кучма указом від 3 березня 1995 року (№ 166/95) призначив Марчука виконувачем обов'язків прем'єр-міністра[12].
На початку цих призначень, у «Народній газеті» вийшла замітка, підписана групою осіб, у якій ці особи висловили протест такому призначенню в самостійній Україні, зазначивши, що Євген Марчук здобув високу посаду генерала КДБ і переїхав з Полтави до Києва за те, що вони були передані до суду та ув'язнені з подачі Марчука. Ці особи в кав'ярні вели бесіди на тему незалежної України, а офіцер КДБ Марчук був відповідальний за їхнє прослуховування.
Згідно з тодішнім законодавством (1995 р.) Марчук, бувши державним службовцем, мав право балотуватися до Верховної Ради. У грудні 1995 року на довиборах до Верховної Ради по Миргородському виборчому округу (№ 324) Марчука у першому турі обрали народним депутатом, а відтак у парламенті —— до Комітету з питань оборони і державної безпеки. У жовтні 1996 року він очолив фракцію «Соціально-ринковий вибір».
Розбіжності у поглядах із президентом і його оточенням на подальший розвиток держави все більше давалися взнаки і Кучма своїм указом від 27 травня 1996 року (№ 378/96) звільнив Євгена Марчука «з посади прем'єр-міністра України у зв'язку з виконанням ним функцій і повноважень народного депутата України на постійній основі»[14]. Пояснення Адміністрацією Президента Кучми такого рішення в публічному дискурсі набуло фольклорного виразу: «за створення власного політичного іміджу»[15].
У березні 1998 року на виборах до ВРУ, не вступаючи до партії СДПУ(о), увійшов під № 2 до її списку, очолюваного Леонідом Кравчуком (1991—1994). Ставши народним депутатом, обраний керівником фракції СДПУ(о) (квітень — грудень 1998), а згодом очолив Комітет з питань соціальної політики та праці (липень 1998 — лютий 2000). Через те, що СДПУ(о) ухвалила рішення підтримати Кучму на президентських виборах 1999 року, Марчук у грудні 1998 року склав із себе повноваження керівника фракції цієї партії в парламенті, а невдовзі взагалі вийшов з її складу і приєднався до депутатської групи «Незалежні».
Брав участь у виборах президента України 1999 року, де у першому турі набрав 2 138 356 голосів (8,13 %), посівши 5 місце з 13 претендентів.
10 грудня 2014 року очолив Міжнародний секретаріат з безпеки та цивільної співпраці між Україною та НАТО[20]. За словами Валентина Наливайченка, Євген Марчук мав представляти й координувати всю діяльність міжнародної співпраці в питаннях безпеки у форматі Україна — НАТО, Україна — ЄС.
Помер 5 серпня 2021 року. Коронавірусна хвороба загострила захворювання, що спровокувало гостру серцево-легеневу недостатність[24][25][26]. Був похований 7 серпня 2021 року на центральній алеї Байкового кладовища[27] (ділянка № 42а).
Орден Свободи (23 серпня 2021, посмертно) — за значний особистий внесок у державне будівництво, зміцнення обороноздатності, соціально-економічний, науково-технічний, культурно-освітній розвиток Української держави, вагомі трудові досягнення, багаторічну сумлінну працю та з нагоди 30-ї річниці незалежності України[30]
Орден князя Ярослава Мудрого V ст. (27 січня 2001) — за визначні заслуги у зміцненні національної безпеки України, плідну державну і політичну діяльність[31]
↑Архівована копія. Архів оригіналу за 12 жовтня 2016. Процитовано 22 вересня 2016.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
В. В. Головко. Марчук Євген Кирилович // Політична енциклопедія. Редкол.: Ю. Левенець (голова), Ю. Шаповал (заст. голови) та ін. — К.: Парламентське видавництво, 2011. — с. 428 ISBN 978-966-611-818-2