Valeur sûre du répertoire baroque (Atys, Platée, Didon et Enée, Armide… avec les Arts Florissants, Hippolyte et Aricie à l’Opéra de Paris avec le Concert d’Astrée, Egisto, Cadmus et Hermione avec le Poème Harmonique, King Arthur avec le Concert Spirituel…), Marc Mauillon a aussi donné une nouvelle jeunesse à Guillaume de Machaut à travers trois enregistrements (Eloquentia) salués par la critique et plébiscités par le public.

Interprète également de Mozart (Papageno, Guglielmo…) et de l’opérette (Ofenbach, Rosenthal, Ganne…), il s’illustre enfin dans les répertoires contemporains (Cachafaz, d’après Copi, Robert le Cochon de Marc-Olivier Dupin…) et du vingtième siècle : Les Mamelles de Tirésias, Pelléas et Mélisande, ou encore L’Enfant et les Sortilèges à l’Opéra de Nancy et au Festival de la Meije.  En 2013, il a enregistré l’intégrale chez Eloquentia des mélodies de Poulenc et Eluard avec Guillaume Coppola, qu’il donne en concert à Besançon et Condette en 2015 ; et cette saison sort un CD consacré aux mélodies de la Grande Guerre avec Anne le Bozec. C’est en septembre 2014 que Marc Mauillon ajoute la corde pédagogique à son arc, après avoir donné plusieurs master-classes en France et à l’étranger, en devenant professeur de chant au Pôle Sup’ 93 d’Aubervilliers.