Né à Buenos Aires, Marcial Di Fonzo Bo suit la formation d’art dramatique de l’École du TNB. En 1994, il fonde le collectif de théâtre Les Lucioles. Il signe de nombreuses mises en scène d’auteur·rices contemporain·es tel·les Copi, Jean Genet, Leslie Kaplan, Martin Crimp, Lars Norën, Fassbinder, Rafael Spregelburd, Guillermo Pisani, Jean-Luc Lagarce… Comme acteur, il est dirigé par Claude Régy, Rodrigo García, Olivier Py, Jean-Baptiste Sastre, Luc Bondy ou Christophe Honoré. En 1995, il reçoit le prix du syndicat de la critique pour son interprétation de Richard III mis en scène par Matthias Langhoff. En 2004, celui du meilleur acteur pour Le couloir de Philippe Minyana. Au cinéma, il joue sous la direction de Petr Zelenka, Woody Allen, Maïwenn, Christophe Honoré, Claude Mourieras, François Favrat, Brigitte Roüan, Gilles Bourdos et Émilie Deleuze.

À l’opéra, il met en scène King Arthur de Purcell à Genève, Cosi fan tutte de Mozart à Dijon, La grotta di Trofonio de Salieri à Lausanne et Surrogates cities d’Heiner Goebbels à Rennes. Avec Élise Vigier, ils mettent en scène plusieurs pièces de Copi et collaborent entre 2008 et 2012 avec l’auteur argentin Rafael Spregelburd. En 2010, il coécrit Rosa la Rouge avec Claire Diterzi, signe la mise en scène de Push up de Roland Schimmelpfennig et La Mère de Florian Zeller. En 2014, il crée au Théâtre National de la Colline Une Femme, de Philippe Minyana et Dans la République du Bonheur de Martin Crimp. En 2014 il réalise son premier film : Démons de Lars Norén (Arte) puis crée la pièce au Théâtre du Rond-Point à Paris. Demoni est créé l’année suivante à Gêne, puis à Milan. En 2015, il prend la direction de la Comédie de Caen-Centre Dramatique National de Normandie. Suivront les créations Vera de Petr Zelenka, M comme Méliès (Molière du spectacle jeune public), Le Royaume des animaux de Roland Schimmelpfennig, la comédie musicale Buster Keaton et de nouveau Philippe Minyana pour Le Portrait de Raoul. En 2022, il reprend le rôle de Richard III et met en scène deux textes de Jean-Luc Lagarce : Les règles du savoir-vivre dans la société moderne et Music- Hall. Il joue dans Médée-Matériau de Heiner Muller, sous la direction de Matthias Langhoff. En mai 2023, il crée au théâtre du Rond-Point à Paris Tango y Tango, livret de Santiago Amigorena et musique de Philippe Cohen Solal (Gotan project).

Au 1er juillet 2023, il prend la direction du Quai CDN Angers Pays de la Loire. En décembre 2023, il joue dans Portrait de l’artiste après sa mort de Davide Carnevali. En 2024, il met en scène l’opéra Ernest et Victoria à la Cité Bleue de Genève et Dolorosa de Rebekka Kricheldorf au Quai à Angers.