מרסייב נולד בקמישין להורים רוסים. אביו היה פועל מיומן שמת זמן קצר לאחר שחזר ממלחמת העולם הראשונה. לפני שהצטרף לצבא בשנת 1937 עבד מרסייב כטורנר, ולאחר מכן השתתף בבניית קומסומולסק על אמור. בשנת 1940 הוא סיים את לימודיו בבית הספר הצבאי לאוויריה של באטאיסק. הוא החל את טיסותיו כטייס קרב באוגוסט 1941. הוא הוריד ארבעה מטוסים גרמניים עד מרץ 1942, אך ב-4 באפריל 1942 הורידו את פוליקארפוב I-16 שלו ליד סטרייאה רוסה, כמעט בוודאות על ידי בעל צלב האבירים העתידי ומומחה ב-48 הרוגים, פטר זיגלר.
4 באפריל 1942