12 февраля 2002 года майор Марченко входил в группу, проводившую рекогносцировку в чеченском селе Старые Атаги, являвшемся укреплённым оплотом ваххабитов. Вместе с майором Борисом Курдибанским они прикрывали двух оперативных сотрудников из Красноярска. Рекогносцировка обернулась разведкой боем. Сотрудники ФСБ попали в засаду и сражались до конца...
Операция по поиску сотрудников ФСБ находилась на личном контроле у президента России Владимира Путина. О гибели офицеров ФСБ ему доложили первому – прямо из Чечни.
Указом № 337 от 4 апреля 2004 года майор Марченко был награждён орденом «За заслуги перед Отечеством» IV степени с изображением мечей.