Фактически в руках Марченко оказалось управление всей немногочисленной гидроавиацией, имевшейся в распоряжении Морского министерства правительства адмирала Колчака. Главной задачей морской авиации стала разведка. Поскольку морская авиация действовала совместно с кораблями Речной боевой флотилии (Камской) и Обь-Иртышской речной боевой флотилии, для базирования самолетов в составе флотилии на Каме оборудовали гидроавиабаржу «Данилиха», служившую в качестве «плавучего ангара» для четырех машин. Но морской авиации так и не удалось принять участия в боях, а гидроавиабаржу впоследствии захватили части Красной армии.
На Оби и Иртыше базой для гидроавиации служил теплоход «Игорь»; ей также придавались катера «Альфа» и «№ 1». О состоянии морской авиации бывший морской министр колчаковского правительства контр-адмирал М.И. Смирнов говорил: «У нас имелось четыре гидроаэропланных лодки типа Щетинина 9 [речь идет о гидросамолетах М-9. — Н.К.] и 53 хороших запасных авиационных мотора, эвакуированных из Балтийского флота. Лодки были без крыльев. Благодаря выдающейся энергии авиатора старшего лейтенанта Марченко в Красноярске были сделаны крылья и даже начата постройка новых аэропланов, последние не могли быть готовы к весне, но крылья к 4 имевшимся лодкам были сделаны»[141]. Неоднократные обращения к союзникам с просьбами о присылке морских самолетов результатов, увы, не возымели.
В июне 1919 г. Марченко выступил на фронт во главе 1-го гидроотряда Красноярской гидроавиационной станции. В Сибири гидросамолеты занимались преимущественно разведкой. После уничтожение большинства кораблей Речной боевой флотилии в окрестностях Перми авиаторы отступили в Екатеринбург, а позднее прибыли обратно в Красноярск. Приказом Верховного правителя от 2 сентября 1919 г. старшему лейтенанту Марченко объявлялась благодарность «…за отличное сформирование гидроавиационного отряда и доблесть, проявленную при боевых действиях на реке Каме в кампанию 1919 г.».
В начале января 1919 г. Марченко смог покинуть Иркутск в составе небольшой группы морских офицеров, уходившей во главе с контр-адмиралом Смирновым. Затем, скорее всего, он оказался в Харбине, после чего решил продолжить участие в Белой борьбе, но уже в Крыму. По данным историка русского флота А.В. Плотто, Марченко эвакуировался из Крыма на транспорте-мастерской «Кронштадт», вахтенным начальником которой значился его друг и сослуживец Рагозин. Когда именно Марченко оказался в Крыму, успел ли он принять участие в боевых действиях — неизвестно. К апрелю 1921 г. Марченко уже находился в эмиграции в Королевстве Сербов, Хорватов и Словенцев. В это же время он женился, и впоследствии его сын (по некоторым данным — приемный) Игорь продолжил дело отца, поступив в авиационную школу в Испании.