Le guillemot marmette est une espèce pélagique, qui passe presque tout son temps en mer, sauf pendant la période de reproduction. Il cherche sa nourriture en « volant » littéralement sous l'eau à l'aide de ses puissantes ailes. Il se nourrit surtout de petits poissons de banc (200 mm de long au maximum), mais aussi de quelques crustacés, de vers marins et de calmars. Il plonge souvent jusqu'à 30 m de profondeur, mais on a enregistré des plongeons de plus de 150 m.
Cet oiseau niche généralement en colonies denses et pond son unique œuf directement sur le roc ou le sol. Les œufs ont la forme d'une poire, de telle façon qu'ils pivotent sur eux-mêmes lorsqu'ils sont dérangés, et ne tombent pas en bas de la falaise. Leurs couleurs et leurs motifs varient, probablement pour aider les adultes à les reconnaître. Dès qu'il atteint deux semaines, le jeune n'est plus gavé (de poissons) au nid par ses parents. C'est sur l'eau que ses parents le nourriront jusqu'à l'achèvement de sa croissance (la taille d'un gros canard), vers la fin de l'été.
Le guillemot de Troïl s'installe volontiers en colonies à mi-hauteur des falaises.
On ne trouve plus en France que 150 couples, confinés aux côtes nord de la Bretagne, où la pollution pétrolière les menace gravement. Aux îles Britanniques, c'est, avec 570 000 couples nicheurs, l'oiseau de mer le plus commun. Après quelques migrations vers le sud, les adultes deviennent presque sédentaires.