Sinh ra trong một môi trường nghệ thuật, mẹ của anh là một nhà thiết kế trang phục người Pháp-Alsatian đã từng làm việc tại Nhà hát Opera de Strasbourg, và cha anh là một người nhập cư Ý và một nhà thiết kế bối cảnh, Pio Marmaï đã học tại Scuola Commedia dell'Arte Antonio Fava, tại Trường Nghệ thuật Sân khấu Les Enfants Terribles của Paris, Nhạc viện Créteil và Trường Comédie ở Saint-Étienne. Anh đã xuất hiện trong hơn 20 bộ phim từ năm 2008.