В средней школе Марк был президентом класса, капитаном бейсбольной команды, участником хора и комментатором спортивных соревнований. Он сыграл в таких школьных постановках как "Kiss Me Kate" и "Once Upon a Mattress", а так же стал посещать драматический класс.
После школы поступил в университет "New York University". Отучившись там всего два семеста, отправился в Голливуд, чтобы продолжить играть. В результате получил свою первую роль Ника Хаммера в сериале канала NBC "Hang Time". Затем получил небольшую роль в сериале "Zoe, Duncan, Jack & Jane". В 2002 году сыграл в новелле "We Were Mulvaneys", а год спустя получил роль в фильме "Terminator 3: Rise of the Machines".
Примечательно, что Фамиглетти, игравший Скотта Петерсена, был вынужден ходить все время съемок в туфлях на высокой платформе, так как Кристанна Локен, игравшая с ним в паре, оказалась значительно выше его ростом. Кстати, его герой оказался с фамилией Петерсен лишь в титрах картины, в то время как в самом фильме его фамилия была заменена на Мейсон; причиной тому послужил судебный процесс над неким Скоттом Петерсоном, обвиненном в убийстве своей беременной жены.
За несколько следующих лет Марк Фамиглетти успел наиграть множество ролей в сериалах, среди которых такие проекты, как "Cold Case", "Without a Trace", "Eyes", "CSI: NY". Кроме того, в 2006-08 годах Марк появился и в ужастике Меннана Япо "Premonition", в комедийном триллере Рэндолла Миллера "Nobel Son" и в еще одной комедии того же Миллера "Bottle Shock". Кстати, у этого режиссера Марку довелось сниматься еще в 2000 году – тогда это оказался его первый, хоть и телевизионный, но фильм – "A Tale of Two Bunnies".
Наиболее свежей работой Фамиглетти стало участие в озвучивании мультпроекта 2009 года "Bionicle: The Legend Reborn". Кроме того, в 2009 году Марк присоединился к актерскому составу стартовавшего сериала "FlashForward". Известно, что Марк Фамиглетти любит спортивные машины и является владельцем "73 MGB". В свободное время актер играет на довольно специфичном музыкальном инструменте - бас-кларнете. Известно также, что актер пробует себя и в качестве сценариста, один из его эпистолярных опытов – сценарий с названием "Succubus" - был куплен в 2005-м компанией 'M.G.M', однако так никогда и не воплотился в фильм.