Antoine Marchisio entre en 1904 à l’Ecole nationale supérieure des Beaux-Arts de Paris où il est l’élève de Victor Laloux. Il rejoint le Maroc en 1915 pour se joindre à l'équipe de Henri Prost. Il est d’abord architecte municipal de Fès, travaillant pour le service d’architecture régional de Fès, dont il devient chef en 1920. Il prend ensuite la suite d’Henri Prost comme Chef des services d'architecture du Protectorat du Maroc de 1922 jusqu'en 1947. En 1923, il conçoit à Marrakech, pour la Compagnie des Chemins de Fer du Maroc et avec Henri Prost, l’hôtel cinq étoiles « La Mamounia », qui ouvre en 1928. Entre 1936 et 1946, il conçoit le plan de la cité modèle d’Aïn Chock, à Casablanca, étape importante de l’adaptation des habitats traditionnels. Il travaille sur d’importants projets de réaménagement du port de Casablanca en 1930, occupant un temps le poste de directeur du service des plans de la ville de Casablanca. Il exerce également ses talents pour des particuliers.