Neri Marcorè nasce a Porto Sant'Elpidio nelle Marche, nel 1966. Comincia a recitare in radio locali già dai 12 anni, ma si fa notare nel 1988 in tv quando vince una puntata della Corrida di Corrado. Pur diplomatosi interprete parlamentare di inglese e tedesco, Neri persegue la sua carriera televisiva, facendosi strada sulla RAI nei primi anni Novanta, mentre nel 1993 sbarca anche in teatro con una pièce di Goldoni, La finta ammalata in musica. Il suo primo ruolo cinematografico è nell'indipendente Ladri di cinema del compianto Piero Natoli, nel 1994, ma gli anni Novanta non gli porteranno fortuna sul grande schermo, mentre il piccolo gli darà invece enormi soddisfazioni, insieme alla squadra di Serena Dandini in Pippo Chennedy Show e L'ottavo nano.
La svolta al cinema è nel 2003, quando Pupi Avati lo vuole come timido protagonista di Il cuore altrove, innamorato di Vanessa Incontrada: ancora oggi risulta il suo impegno cinematografico più apprezzato, che gli regala una nomination ai David di Donatello e un Nastro d'Argento come migliore protagonista. Pochi anni dopo Avati gli farà sfiorare di nuovo il David, questa volta come migliore non protagonista, per La seconda notte di nozze del 2005. Neri ringrazierà comparendo anche in Gli amici del Bar Margherita del 2009. Ha fatto coppia due volte con Luciana Littizzetto in Ravanello pallido (2001) e Se devo essere sincera (2004), è stato un medico impegnato nell'ironico L'estate del mio primo bacio (2006) di Carlo Virzì, e non si è nemmeno tirato indietro quando si è trattato di misurarsi con la grande commedia all'italiana in I mostri oggi (2009).
Attiva la sua presenza in fiction tv di richiamo: è nel 2006 il protagonista del biografico Papa Luciani - Il sorriso di Dio, ed è rimasto accanto (in un modo o nell'altro!) al cast capitanato da Emilio Solfrizzi nelle due serie di Tutti pazzi per amore.
Ultimamente al cinema è apparso nel cast del piccolo successo di Smetto quando voglio (2014) di Sydney Sibilia e di Sei mai stata sulla luna? (2015) di Paolo Genovese.