In 1909 won Rau de Belgische Prix de Rome voor Beeldhouwkunst met het werk Orfeus. Met de reisbeurs die hij hiermee won, verbleef hij gedurende twee jaar in Italië waar hij het werk van Donatello bestudeerde. Vervolgens bezocht hij nog de steden Wenen, München, Berlijn en Dresden. In 1915 werd Marcel Rau benoemd tot inspecteur sierkunsten en architectuur in het kunstonderwijs, een functie die hij uitoefende tot aan zijn pensioen.
In 1945 werd Rau lid van de Académie royale de Belgique. Hij overleed op 80-jarige leeftijd in zijn woonplaats Elsene.
Rau als beeldhouwer
Na de Eerste Wereldoorlog beeldhouwde Rau in eerste instantie oorlogsmonumenten in zeven Belgische steden. Hij raakte bevriend met Henry Van de Velde en verdedigde diens theorieën. Met de steun van minister van Schone Kunsten en Onderwijs Camille Huysmans zorgde Rau als inspecteur ervoor dat Van de Veldes principes vanaf 1925 ruimschoots aan bod kwamen in het kunstonderwijs. Het was Rau die het terrein van de Abdij Ter Kameren voorstelde als ligging voor de door Van de Velde opgerichte École nationale supérieure des arts visuels.
In 1934 vervaardigde Rau het monument Elsene aan haar koloniale pioniers in het park van de Ter Kamerenabdij. Op de talrijke Brusselse begraafplaatsen, vooral die van zijn woonplaats Elsene maar ook te Ukkel en Laken realiseerde hij talrijke beelden op grafmonumenten. Voor de Exposition internationale de la technique de l'eau de 1939 te Luik realiseerde hij op het meest zuidelijke punt van het eiland Monsin, waar het Albertkanaal in de Maas uitmondt, het monumentale standbeeld van koning Albert I dat een hoogte heeft van 12,5 meter. Zijn laatste werken waren het monument voor generaal George Patton in Bastenaken (1962) en een standbeeld van minister Adolphe Van Glabbeke dat enkele weken voor zijn dood in 1966 werd ingehuldigd.
Tijdens de regeerperiode van koning Leopold III van België was hij verantwoordelijk voor het ontwerp van alle tijdens die periode uitgegeven muntstukken met de beeltenis van de koning. Zijn bekendste ontwerpen waren deze van het muntstuk van 1 Belgische frank uit 1948, dat in omloop bleef tot 1988 en het halve frankstuk met de beeltenis van het hoofd van een mijnwerker uit 1956, dat in omloop bleef tot in 2001.