Marcelino ha dirigido un total de 23 partidos frente al Athletic en su trayectoria como entrenador en la máxima categoría, considerando tanto la Liga como la Copa. Su historial en estos duelos se compone de 6 triunfos, 8 empates y 9 derrotas.
De esos encuentros, dos resultaron en su destitución. El primero ocurrió el 12 de diciembre de 2009, cuando su equipo, el Zaragoza, perdió 1-2 contra los hombres de Caparrós, lo que llevó a su salida del club. En ese partido, el joven Ander Herrera tuvo participación, ingresando en el descanso en lugar de Gavi, quien actualmente es el entrenador del Zaragoza.
Casi dos años más tarde, una nueva derrota ante el Athletic, el 20 de noviembre de 2011, también le costó el puesto. En esta ocasión, los dirigidos por Marcelo Bielsa se impusieron con un 1-2 en el Ramón Sánchez-Pizjuán, donde incluso los aficionados locales reconocieron el brillante juego del Athletic, aplaudiendo su actuación. Además, en Bilbao se recuerda con amargura la eliminación del Athletic en los cuartos de final de la Copa de 2008 a manos de Marcelino y cómo el Valencia, bajo su dirección, conquistó la final de 2019 frente al Barcelona de Valverde.
