Miesiąc po otrzymaniu dyplomu ożenił się z Jadwigą Siedlecką, a następnie zamieszkali w Drohobyczu, gdzie Marian rozpoczął pracę w rafinerii „Galicja”. Zniechęcony relacjami pracodawcy znieważającego pracowników postanowił odejść, pozostawiając metodologię procesu otrzymywania białej parafiny.

Dzięki współpracy urzędu celnego założył własną stację doświadczalną, w której badał charakterystykę ropy i jej pochodnych eksportowanych z Borysławia. Zainteresował się wówczas gazem ziemnym, który był wówczas traktowany jako bezużyteczny i spalany w specjalnych tzw. pochodniach. W 1907 od takiej pochodni zapalił się szyb „Oil City”, sprawiło to, że Marian Wieleżyński postanowił zachęcić przedsiębiorców do zakupu instalacji skraplających i transport tzw. gazoliny na potrzeby przemysłu i oświetlania miast.

Około 1910 poznał Władysława Szaynoka, który przez lata był jego wspólnikiem. W tym czasie pracował nad pierwszym gazociągiem, który miał połączyć kopalnię „Klaudiusz” z zakładem przetwórczym w Borysławiu. W 1912 starostwo drohobyckie zatwierdziło przedstawiony projekt, pozwolenie otrzymał „Zakład Gazu Ziemnego. Inż. Marian Wieleżyński Sp. z o.o.”, który wybudował początkowo gazociąg o długości siedmiuset metrów.