Marchenko, awalnya seorang pengebor minyak apolitik dari latar belakang miskin, beralih ke menulis dan politik sebagai akibat dari beberapa episode penahanan mulai tahun 1958, di mana ia mulai berhubungan dengan pembangkang lainnya. Marchenko mendapatkan ketenaran internasional pada tahun 1969 melalui bukunya, "My Testimony", sebuah catatan otobiografi yang ditulis setelah kedatangannya ke Moskow pada tahun 1966 tentang hukuman baru-baru ini di kamp kerja paksa dan penjara Soviet. Setelah sirkulasi terbatas di dalam Uni Soviet sebagai "samizdat", buku ini menyebabkan sensasi di Barat setelah mengungkapkan bahwa sistem gulag Soviet telah berlanjut setelah kematian Joseph Stalin. Pada tahun 1968, menjelang invasi Soviet di Cekoslowakia
, Marchenko menulis surat terbuka memprediksi invasi. Ditangkap lagi, ia dibebaskan pada awal 1970-an, tetapi pada tahun 1974 ia diinterogasi dan diasingkan ke Oblast Irkutsk. Pada tahun 1976, Marchenko menjadi salah satu anggota pendiri Kelompok Helsinki Moskow, sebelum ditangkap dan dipenjara lagi pada tahun 1981, di mana ia terus menulis sepanjang masa penjara, mempublikasikan nasib tahanan politik Soviet. Setelah menghabiskan total sekitar 20 tahun di penjara dan pengasingan internal, Nathan Shcharansky mengatakan tentang dia, "Setelah pembebasan Yuri Feodorovich Orlov, dia pastilah tahanan hati nurani Soviet nomor satu". Ia menjadi salah satu "penjara abadi" Uni Soviet.