Der in Frankfurt am Main geborene Ophüls war der Sohn des deutschen Filmemachers Max Ophüls. Die jüdische Familie emigrierte 1933 nach Frankreich und floh während des Zweiten Weltkriegs in die USA. Nach dem Krieg arbeitete Marcel Ophüls einige Jahre als Hörfunk- und Fernsehredakteur beim damaligen Südwestfunk in Baden-Baden, ehe er sich in den 1960er-Jahren als Regisseur einen Namen machte.

Bekannt war Ophüls vor allem für seine Dokumentarfilme. Das Werk "Hotel Terminus" über den berüchtigten Gestapo-Kommandanten Klaus Barbie erhielt 1989 einen Oscar. Darin lässt der Regisseur Zeitzeugen zu Wort kommen, die den als "Schlächter von Lyon" bezeichneten Barbie als Schulkameraden, Nachbarn oder Opfer erlebten, um die Grausamkeiten Barbies darzustellen. Im "Hotel Terminus" hatte Barbie 20 Zimmer zu Vernehmungsräumen umfunktioniert.

Ophüls' Film "Novembertage" über den Mauerfall in Berlin wurde 1991 mit dem Grimme-Preis in Gold ausgezeichnet.