I. Marčiulionytė į ambasadorės pareigas Lietuvos nuolatinėje atstovybėje prie UNESCO buvo paskirta 2002 metų gruodį tuomečio Prezidento Valdo Adamkaus dekretu. Šiose pareigose I. Marčiulionytė tuomet pakeitė 2002 m. pavasarį mirusią rašytoją, literatūros kritikę, vertėją Ugnę Karvelis. Prieš tapdama Lietuvos ambasadore prie UNESCO I. Marčiulionytė buvo kultūros viceministrė.
Į Jungtinių Tautų Švietimo, mokslo ir kultūros organizaciją (UNESCO) Lietuva buvo priimta 1991 metų spalio 7 dieną. Po metų buvo įsteigta Lietuvos nacionalinė UNESCO komisija Vilniuje bei Lietuvos nuolatinė atstovybė prie UNESCO Paryžiuje.
Lietuva buvo dukart išrinkta UNESCO Vykdomosios tarybos - vieno iš pagrindinių UNESCO organų, užtikrinančių šios organizacijos veiklą tarp UNESCO generalinių konferencijų, nare.
2007 m. ambasadorė I. Marčiulionytė buvo išrinkta UNESCO Vykdomosios tarybos vicepirmininke ir yra Vykdomosios tarybos biuro narė. I. Marčiulionytė buvo viena iš kandidatų į UNESCO generalinio sekretoriaus postą šįmet vykusiuose šio aukščiausio organizacijos pareigūno rinkimuose.
Į UNESCO Pasaulio paveldo sąrašą yra įtrauktos keturios Lietuvos vietovės. 1994 m. - Vilniaus senamiestis, 2000 m. - Kuršių nerija, 2004 m. - Kernavės archeologinė vietovė, 2005 m. - Struvės geodezinis lankas.