Desde muy joven participó en las comunidades cristianas juveniles, desarrollando actividades de labor social.
Su tesis fue la primera en el Perú sobre conflictos socioambientales,[3] lo cual le permitió nuevamente graduarse con honores.
En 1985 fue invitado al distrito de Hualgayoc, donde operan las minas más antiguas de Cajamarca, para realizar un vídeo documental sobre la minería y el impacto de esta sobre la agricultura, donde pudo apreciar las insanas condiciones en las cuales adultos y niños se internaban en la mina, hasta mil metros bajo el nivel del mar, sin cascos ni zapatos.
En el año 2003 con GRUFIDES realiza el proyecto Caminos rurales para la lucha contra la pobreza, que incluía seis estudios sobre carreteras en zonas de pobreza extrema, además del proyecto «Desarrollo de capacidades para la resolución de conflictos ambientales», con el que ganaron una distinción del programa Sierra y Democracia.
Sin embargo, su postulación no se consolida entre los electores, por lo que desiste temporalmente de su candidatura.
Luego de ser liberado Arana denunció que fue golpeado e insultado por la policía durante su retención.
En las elecciones de 2016 el Frente Amplio se convierte en la primera minoría del parlamento y Arana fue elegido Congresista.
En estas elecciones la alianza liderada por Verónika Mendoza obtiene 20 representantes en el Parlamento Nacional.
[12] Por su parte Marco Arana, luego de un oficio que los seguidores de Mendoza envían a la Mesa Directiva del Congreso donde lo desconocen como vocero de la bancada del Frente Amplio, calificó esto como un «acto irreflexivo, desproporcionado, antirreglamentario y antidemocrático»[12] y reafirmó su liderazgo en el Frente Amplio indicando que «Los que quieren irse no están obligados a quedarse» y que «En la nueva legislatura no habrá dos bancadas del Frente Amplio.
[16] La posición de Marco Arana en este proceso fue porque «la vacancia la lidera el mismo presidente.