Un año después, en 2010, tuvo su primer encuentro profesional en la ciudad de Quito, ganando el evento.

En 2011 luchó en Quito ante contrincantes internacionales de Perú y Colombia, a los cuales derrotó.

En 2014 después de una larga preparación y de haber postulado como candidato al aclamado reality de la UFC "The Ultimate Fighter" en su versión Latinoamérica, Marlon Vera fue incluido en dicho reality en el equipo Werdum (Latinoamérica) para enfrentar al equipo Velásquez (México).

[5]​ Marlon Vera tuvo su aparición en el sexto episodio del reality para así enfrentarse al experimentado peleador Henry "Bure" Briones, después de una gran pelea Marlon Vera logró noquear a Briones, haciendo así su paso a la semifinal del torneo.

[6]​ La próxima pelea de Vera sería contra Alejandro "Diablito" Pérez, sin embargo, Vera no pudo participar debido a un problema de su piel, y fue reemplazado por Guido Cannetti.

[11]​ Vera reemplazó a un lesionado Henry Briones para enfrentar a Brad Pickett el 18 de marzo de 2017, en UFC Fight Night 107.

Debido al breve aviso y la preparación para Vera, la pelea fue disputada con un peso de 140 lbs.

Ganó la pelea a través del TKO en el tercer asalto.

[18]​ Vera enfrentó a Frankie Saenz el 23 de marzo del 2019, en UFC Fight Night 148.

Ganó la pelea por sumisión (rear-naked choke) en el segundo asalto.

[22]​ Sin embargo, el evento fue aplazado y posteriormente cancelado debido a la pandemia por COVID-19.

[28]​ Vera enfrentó a José Aldo el 19 de diciembre del 2020, en UFC Fight Night 183.

[29]​ Marlon tuvo una revancha ante Davey Grant el 19 de junio del 2021, en UFC on ESPN 25.

[31]​ Vera enfrentó a Frankie Edgar el 6 de noviembre del 2021, en UFC 268.

[38]​ Sin embargo, la pelea fue trasladada al 25 de marzo, en UFC on ESPN 43 por razones no reveladas.