Figlio di Giovanni, funzionario statale, originario di Casale Monferrato e di Giovannina Ferraris, cominciò l’attività artistica in campo musicale, ma dovette presto abbandonare, in quanto affetto da una sordità progressiva. Si dedicò allora alla pittura. Frequentò l’Accademia di Belle Arti di Brera a partire dal 1867 dove fu allievo di Giuseppe Bertini. Cominciò così a esporre dapprima a Milano, e in seguito anche a Torino. I temi prediletti spaziavano dalla storia al paesaggio. Nel 1880 l’esposizione a Brera dell’opera Goethe morente, lo rese noto al grande pubblico. A partire dal 1883 i temi pittorici di Morbelli si orientano verso l’interpretazione della realtà. In particolare cominciò a rappresentare gli anziani ricoverati nel Pio Albergo Trivulzio, tema che gli fu sempre particolarmente caro. Proprio in quell’anno vinse il premio Fumagalli con l’opera Giorni… ultimi’. All’inizio degli anni ottanta sposò Maria Pagani, che gli ispirò molti quadri sul tema della maternità (dalla moglie ebbe quattro figli). Morbelli cominciò progressivamente ad adottare la scomposizione dei colori e intorno al 1890 abbracciò il Divisionismo e strinse amicizia con Leonardo Bistolfi e Giuseppe Pellizza da Volpedo. Passò quindi a dipingere i paesaggi delle risaie del casalese e del vercellese. Acquistata una casa nella frazione Colma, presso Rosignano Monferrato, ne fece oggetto di molti quadri. Si dedicò anche alla rappresentazione dei paesaggi montani, durante i numerosi soggiorni estivi a Santa Caterina Valfurva. Nel 1897 vinse la medaglia d’oro di Dresda con Per ottanta centesimi e S’avanza. Nel 1900 fu premiato con la medaglia d’oro dell’Esposizione Universale di Parigi del 1900 con Giorno di festa al Pio Albergo Trivulzio. Con il nuovo secolo, riprese il tema del Pio Albergo Trivulzio, dei paesaggi marini ed i temi legati alla maternità e alla vita. Nel 1908-1909 entrò in contatto con Carrà e Boccioni. Trascorse gli ultimi anni tra gli inverni milanesi e le estati alla Colma e in Val d’Usseglio, luoghi che continuarono a ispirarlo nella sua attività pittorica.