Première saison (2011)

En 2011, Marcel Kittel est recruté par l'équipe continentale professionnelle néerlandaise Skil-Shimano, et devient coureur professionnel. Il obtient sa première victoire avec cette équipe en janvier, en gagnant au sprint une étape du Tour de Langkawi en Malaisie. Devenu professionnel avec l'ambition de se spécialiser en contre-la-montre, il persévère dans le sprint après cette course qui constituait un test^[5]. En mai 2011, il remporte 4 des 5 étapes des Quatre Jours de Dunkerque et porte pendant trois jours le maillot rose de leader de cette course. Il remporte ensuite la ProRace Berlin, le Delta Tour Zeeland, course par étapes néerlandaises dont il gagne une étape au sprint. En août, il obtient ses premiers succès sur le World Tour, en s'imposant à nouveau au sprint lors de quatre étapes du Tour de Pologne. Peu après, il participe à son premier grand tour, le Tour d'Espagne, dont il remporte la septième étape.

Première participation au Tour de France (2012)

Après ses 17 succès en 2011, il remporte treize courses en 2012. Après une première victoire durant l'Étoile de Bessèges, il s'impose deux fois lors du Tour d'Oman, devançant pour la première fois les meilleurs sprinteur d'alors, Mark Cavendish et André Greipel^[5]. Il gagne ensuite une étape des Trois Jours de La Panne, le Grand Prix de l'Escaut et deux étapes du Ster ZLM Toer. En juillet, il est le leader de l'équipe Argos-Shimano au Tour de France. Il abandonne dès la cinquième étape en raison d'une gastro-entérite^[6]. De retour en course en août, il gagne six courses durant les derniers mois de la saison : deux étapes de l'Eneco Tour, le Circuit du Houtland, deux étape de l'Eurométropole Tour et le Münsterland Giro.

4 étapes du Tour de France (2013)

En 2013, l'équipe Argos-Shimano obtient une licence UCI ProTeam, ce qui lui permet de participer à toutes les courses du calendrier UCI World Tour. Marcel Kittel est, avec John Degenkolb, le leader de l'équipe^[7]. Après avoir commencé l'année au Tour Down Under, Kittel obtient sa première victoire au Tour d'Oman. Il gagne ensuite une étape de Paris-Nice. Il s'impose dix fois durant le printemps : il remporte à nouveau le Grand Prix de l'Escaut, devant Mark Cavendish, puis trois étapes du Tour de Turquie, deux étapes et le classement général du Tour de Picardie, et une étape du Ster ZLM Toer. En juillet, il gagne à Bastia la 1^re étape du Tour de France et revêt le maillot jaune, qu'il perd le lendemain. Il s'impose à nouveau lors des 10^e, 12^e et 21^e étapes de ce Tour, devant Mark Cavendish, André Greipel et Peter Sagan, également vainqueurs d'étapes durant cette « grande boucle ».

6 étapes de grand tour (2014)

En 2014, il reprend la compétition en Australie avec le Tour Down Under durant lequel il n'arrive à disputer le moindre sprint. Ensuite lors du tout nouveau Dubaï Tour, il signe trois victoires d'étapes dont l'une après un final bosselé^[8]. Après avoir gagné pour la troisième fois consécutive le Grand Prix de l'Escaut et terminé cinquième des Trois Jours de La Panne, Marcel Kittel participe au Tour d'Italie, ses débuts sur ce grand tour. Il y remporte les deuxième et troisième étapes mais ne ses présente pas au départ de la quatrième à cause d'une fièvre^[9]. Lors du Tour de France, il revêt de nouveau le maillot jaune pour une journée après sa victoire lors de l'étape inaugurale puis s'impose ensuite sur les troisième et quatrième étapes. En fin de Tour, il gagne comme l'an dernier l'étape arrivant sur l'Avenue des Champs-Élysées. Au mois d'octobre, il termine sa saison par une victoire au critérium de Saitama^[10]. En fin de saison, il est désigné pour la deuxième année consécutive cycliste allemand de l'année^[11].

Année blanche (2015)

Son début de saison 2015 est difficile malgré une victoire sur la People's Choice Classic, un critérium australien. En méforme, il ne dispute que deux courses UCI : le Tour Down Under et le Tour du Qatar. Il termine ces deux courses dans l'anonymat, en ne participant à aucun sprint. Gêné par un virus, il reprend la compétition seulement au mois de mai lors du premier Tour de Yorkshire^[12], mais abandonne dès la première étape. N'ayant pas retrouvé son niveau, il n'est pas sélectionné par ses dirigeants pour disputer le Tour de France^[13]. « Ne pas être sélectionné [pour le Tour] est sans aucun doute le moment le plus difficile de ma carrière », déclare Kittel un jour après que sa non-sélection a été rendue publique. Début août, il remporte la première étape du Tour de Pologne (ainsi que le classement par points de la course). Il s'agit de sa première et seule victoire UCI de la saison.

En octobre, il annonce qu'il a signé un contrat de deux ans avec Etixx-Quick Step à partir de 2016, après que le Giant-Alpecin l'ait libéré de son contrat un an avant son terme.

Changement d'environnement (2016)

En 2016, la saison sous ses nouvelles couleurs commence bien. Il remporte deux étapes et le classement général du Dubaï Tour, deux étapes et le classement par points du Tour d'Algarve, puis une étape des Trois Jours de La Panne. Pour la quatrième fois en cinq ans, il gagne au sprint le Grand Prix de l'Escaut, puis s'adjuge sa première victoire World Tour lors d'une étape du Tour de Romandie. Au Tour d'Italie, en mai, il gagne deux étapes consécutives et porte le maillot rose à Arnhem, qu'il perd le lendemain avec l'arrivée à Praia a Mare. Il se retire de la course avant le contre-la-montre individuel du Chianti, arguant la nécessité d'une période de repos pour viser les championnats du monde en octobre à Doha. Il se classe ensuite troisième du championnat d'Allemagne, puis gagne une nouvelle étape sur le Tour de France à Limoges et obtient deux autres podiums d'étape. En fin de saison, il remporte également le Grand Prix de Fourmies. Lors des championnats du monde à Doha, il remporte la médaille d'or en contre-la-montre par équipes avec ses coéquipiers d'Etixx-Quick Step, mais abandonne sur la course en ligne.

5 nouvelles étapes du Tour de France (2017)

Il ouvre son année 2017 avec la victoire de trois étapes et du classement général au Dubaï Tour. Comme l'année précédente, il gagne une étape du Tour d'Abou Dabi et des Trois Jours de La Panne, ainsi que le Grand Prix de l'Escaut. En mai, il s'impose lors la première étape du Tour de Californie. Il participe ensuite au Tour de France avec de grandes ambitions. Il gagne le sprint des deuxième, sixième, septième, dixième et onzième étape. Lors du sprint de la septième étape, il bat à la photo-finish le norvégien Edvald Boasson Hagen, avec un écart de quelques millimètres. Après avoir battu Dylan Groenewegen lors de la onzième étape et remporté cinq victoires sur ce Tour, il est un candidat sérieux pour conquérir le maillot vert. Il est néanmoins contraint à l'abandon lors de la dix-septième étape, tout en portant le maillot vert, en raison des séquelles d'une chute en début d'étape.

Tour de France

6 participations

• 2012 : abandon (5^e étape)
• 2013 : 166^e, vainqueur des 1^re, 10^e, 12^e et 21^e étapes, maillot jaune pendant 1 jour
• 2014 : 161^e, vainqueur des 1^re, 3^e, 4^e et 21^e étapes, maillot jaune pendant 1 jour
• 2016 : 166^e, vainqueur de la 4^e étape
• 2017 : abandon (17^e étape), vainqueur des 2^e, 6^e, 7^e, 10^e et 11^e étapes
• 2018 : hors délais (11^e étape)

Tour d'Italie

2 participations

• 2014 : non partant (4^e étape), vainqueur des 2^e et 3^e étapes
• 2016 : non partant (9^e étape), vainqueur des 2^e et 3^e étapes, maillot rose pendant 1 jour

Tour d'Espagne

1 participation

• 2011 : non partant (13^e étape), vainqueur de la 7^e étape