Marco Andreolli nasce a Ponte dell’Olio il 10 giugno 1986. Cresce calcisticamente nelle giovanili del Padova e successivamente dell’Inter. Con il club milanese fa il suo esordio in Serie A. Arriva in giallorosso nel luglio del 2007 nell’ambito della trattativa che porta Christian Chivu in nerazzurro. A causa di un infortunio alla schiena non viene mai schierato. Nell’ultimo giorno di mercato viene ceduto in prestito al Vicenza. La Roma acquista totalmente il cartellino nella trattativa per Amantino Mancini all’Inter, ma Andreolli viene girato in prestito al Sassuolo.
Torna alla Roma nel 2009/2010: il suo esordio in giallorosso è il 6 agosto 2009 contro il Gand nei preliminari di Europa League. Il suo primo gol arriva proprio in Europa League contro il Fulham, a pochi secondi dal fischio finale. Sarà l’unico gol in 15 presenze totali in giallorosso.
Il 24 agosto 2010 viene ceduto a titolo definitivo al Chievo Verona per 2 milioni di euro: vi resterà per 3 stagioni e poi farà ritorno all’Inter. In nerazzurro resta fino al 2015: viene ceduto al Siviglia con il quale ha vinto l’Europa League. Nel 2016 torna all’Inter.