Pendant ses études, Marcelle Gauvreau travaille comme bibliothécaire à l’Institut botanique et s’implique au sein de la Société canadienne d’histoire naturelle (SCHN) et des Cercles des jeunes naturalistes (CJN). En 1933, elle collabore à la Flore laurentienne du frère Marie-Victorin et plus tard à la série éducative La Cité des plantes sur les ondes de Radio-Canada. En 1935, elle fonde l’École de l’Éveil qui initie les jeunes aux sciences naturelles. Elle consacre alors beaucoup d’énergie à cette initiative qui se tiendra au jardin botanique de Montréal jusqu’en 1957. De nombreuses succursales ouvrirons par la suite. Elle effectue plusieurs voyages en Europe pour étudier les méthodes d’enseignement préscolaire. Marcelle Gauvreau publie deux livres destinés aux enfants, Plantes curieuses de mon pays (1943) et Plantes vagabondes (1957), en plus de tenir une chronique hebdomadaire au sujet des Cercles des Jeunes Naturalistes dans le journal Le Devoir de 1938 à 1954.
Élue, en 1956, présidente de la SCHN et membre de plusieurs regroupements, Marcelle Gauvreau est l’auteure de nombreuses communications scientifiques et d’une bibliographie du frère Marie-Victorin. Elle a aussi publié un livre important sur les algues marines du Québec en 1956, qui est le fruit de ses travaux de maîtrise (1939). Celle que plusieurs considèrent comme une pionnière de l’enseignement préscolaire au Québec est décédée le 16 décembre 1968.