Simone Marcenaro si è laureato nel 2002 in Filologia Romanza (corso di Lettere moderne) presso l'Università di Genova, con una tesi su "Satira e parodia nella poesia antico portoghese" (votazione: 110/110 e lode).
Nel 2003 ha vinto il concorso di dottorato presso l'Istituto di Studi Umanistici di Firenze (ISU, oggi SUM); dopo avere frequentato il primo anno di corso, ha vinto il concorso di dottorato presso la Scuola Internazionale di Dottorato in Filologia Romanza dell'Università di Siena (primo classificato su 8 concorrenti). Nel 2004-2005 ha lavorato in qualità di collaboratore alla Società di Studio per il Medioevo Latino (SISMEL) di Firenze, in un progetto dedicato alla tradizione manoscritta di Gregorio Magno.
Nel 2008 ha conseguito il Dottorato Europeo, con la tesi "Aequivocatio e contrafactum: ricerche sulla lirica satirica galego-portoghese", con relatori Maria Luisa Meneghetti, Pilar Lorenzo Gradín e Maria Ana Ramos (giudizio: "eccellente").
A partire dal giugno 2008 è stato borsista post-doc presso il Centro 'Ramón Piñeiro' para a Investigación en Humanidades di Santiago de Compostela (Spagna). Nel 2009 è stato assunto come ricercatore a progetto presso l'Università di Santiago de Compostela. Presso la stessa Università ha insegnato Filologia Romanza negli anni 2010-2012, dopo avere vinto il concorso per le borse ministeriali "Juan de la Cierva" (18mo su 183 partecipanti).
Vincitore di un FIRB 2011 con il progetto "Repertorio Ipertestuale della Tradizione Manoscritta della Lirica Romanza (TraLiRO)", è stato assunto presso l'Università degli Studi di Milano come direttore di unità locale.
Nel 2014 e nel 2018 ha conseguito l'Abilitazione Scientifica Nazionale per Professore di II fascia nel settore concorsuale L-FIL/LET 09 (Filologia e Linguistica Romanza), SSN 10/E1.
Dal 2016 al 2019 è stato ricercatore di tipo A (tempo determinato) presso l'Università di Studi del Molise; dal 2019 al dicembre 2022 oggi è stato ricercatore di tipo B.
Vincitore di un progetto PRIN 2017, assieme alle unità di ricerca di Roma Sapienza, Milano e Bari, dal titolo Prosopographical Atlas of Medieval Romance Literatures (XII-XIII centuries).
Ha partecipato a numerosi progetti di ricerca internazionali, quali ad esempio El sirventés literario en la lírica románica medieval, Università di Santiago de Compostela e Lisbona (2009); Os xéneros dialogados na lírica galegoportuguesa, Università di Santiago de Compostela (2010-2012); La lírica gallego-portuguesa en la Corte de Alfonso X. Autores y textos (I-II), Università di Santiago de Compostela, Oxford, Lisbona (2010-2012); Paleografía, Lingüística y Filología: laboratorio on-line de la Lírica Galego-Portuguesa, Università di Santiago de Compostela, Lisbona, Zurigo.
Fra le sue pubblicazioni si contano 10 monografie (di cui due in co-autoria), oltre 20 articoli su riviste di fascia A e diversi capitoli di libro o miscellanee; ha inoltre partecipato come relatore in convegni internazionali ed è stato invitato a numerosi seminari, lezioni dottorali e giornate di studio.
Ha svolto attività di ricerca presso Università e enti prestigiosi internazionali quali la Morgan Library and Museum di New York, la Biblioteca Nacional de Portugal e l'Arquivo Nacional di Lisbona, l'Universidade de Coimbra e la Staatsbibliotek di Berlino.
È membro del Collegio docenti del Dottorato in Filologia e Critica dell'Università di Siena. È membro del Comitato scientifico della collana di pubblicazioni Arquivo Galicia Medieval (Spagna) e membro del Comitato editoriale della rivista di classe A Carte Romanze.
È stato coordinatore e Presidente del Consiglio Scientifico dei seguenti convegni internazionali: El texto medieval. De la edición a la interpretación, Universidade de Santiago de Compostela (2010); Anomalie, residui e riusi nelle tradizioni liriche romanze medievali, Milano, Dipartimento di Studi Letterari, Filologici e Linguistici (2014); Incontri di Filologia e Linguistica Mediolatina, Umanistica e Romanza, Università del Molise (2018).
È membro del Consiglio Universitario Nazionale (CUN) per il quadriennio 2019-2022 come rappresentante dei ricercatori di Area 10.
È membro delle seguenti società scientifiche: Società italiana di Filologia Romanza (SIFR); Asociación Hispánica de Literatura Medieval (AHLM); Société de Linguistique et Philologie Romane; Seminario para el Estudio de la Lteratura MEdieval y Renacentista (SEMYR) Asociación Internacional Convivio para el Estudio de los Cancioneros y de la Poesía de Cancionero; Associazione Italiana di Studi Galeghi (AISGAL).