Markus Stein erhielt seine erste kirchenmusikalische Ausbildung bei Prof. Ekkehard Schneck in Trier und übernahm schon früh seine erste Orgel- und Chorleitungsstelle. Wichtige musikalische Impulse als Kammermusiker und Chordirigent erhielt er im Ensemble Concertino Saarbrücken, dem Institut für Alte Musik der Hochschule für Musik Saar, sowie bei Wiebke Weidanz (Cembalo), Jesper Christensen (Generalbass), Christoph Siebert (Dirigieren). Er studierte an der Hochschule für Musik und Darstellende Kunst in Frankfurt am Main Cembalo bei Prof. Harald Hoeren, Prof. Sabine Bauer und Prof. Eva Maria Pollerus, barocke Kammermusik bei Prof. Michael Schneider, sowie Orgel bei Prof. Martin Lücker.

Markus Stein arbeitete u.a. mit Michael Hofstetter, Wolfgang Katschner, Martin Gester, Konrad Junghänel, Andreas Scholl, Reinhard Goebel, Dame Emma Kirkby, Sigiswald Kuijken, Masaaki Suzuki und Ton Koopmann, dem Concerto Tübingen, der Klassischen Philharmonie Bonn, dem Staatsorchester Rheinische Philharmonie Koblenz, dem concerto classico frankfurt, dem Kurpfälzischen Kammerorchester Mannheim, Staatsorchester Braunschweig, La Stagione Frankfurt, L'arpa festante, dem Tölzer Knabenchor, sowie dem Stadttheater Giessen und dem Hessischen Staatstheater Wiesbaden zusammen und konzertierte  mit der Staatsphilharmonie Rheinland Pfalz. Gemeinsam mit Barbara Mauch-Heinke und Felix Koch gründete er das Barockorchester Neumeyer Consort.

Korrepetitionsverpflichtungen führten ihn an die Kammeroper Schloss Rheinsberg, zum Vielklangfestival Tübingen sowie zu den Kunstfestspielen Herrenhausen.

Markus Stein ist Lehrbeauftragter für Cembalo an der Hochschule für Musik Mainz und ist künstlerischer Mitarbeiter im Collegium Musicum der Johannes Gutenberg Universität Mainz für den Universitätschor und den Gutenberg Kammerchor.

Seit 2015 ist er zudem künstlerischer Leiter der Thomaskantorei in Hofheim im Taunus.