Sin embargo, aunque Marsilio publicó algunas obras médicas (como De triplice vita libri tres y Epidemiarum antidotus), no siguió esa carrera.Se interesó por la filosofía neoplatónica gracias a la influencia de personajes como Jorge Gemisto Pletón y Basilio Bessarión.Tradujo del griego al latín los diálogos de Platón (1484), Plotino (1492), el Corpus hermeticum (1471) y algunos tratados y cartas escritos por un monje desconocido del siglo V, el Pseudo Dionisio Areopagita.Aspiraba a una fusión de platonismo y hermetismo con el cristianismo, y en el De Vita llegó a tener problemas con la Inquisición por sus afirmaciones que podían entenderse como un retorno al paganismo y como favoreciendo la determinación astrológica (cosa que nunca hizo, en realidad, ya que su empleo de la astrología era solo para "armonizar" la vida con los cielos).Su filosofía contribuyó al surgimiento de creaciones artísticas como La Primavera y El Nacimiento de Venus, de Botticelli, y su influjo se extendió por todo el Renacimiento llegando a afectar a personalidades tan diversas como Durero, Agrippa von Nettesheim, Paracelso, Milton y Pico della Mirandola.
