Den Backofen auf 180 °C Ober-/Unterhitze vorheizen. Eine Gugelhupfform oder Kastenform sorgfältig mit etwas Butter einfetten und dünn mit Mehl ausstäuben. Überschüssiges Mehl vorsichtig abklopfen.
Die zimmerwarme Butter in eine große Rührschüssel geben. Den Zucker, Vanillezucker und eine Prise Salz hinzufügen. Mit dem Handrührgerät oder der Küchenmaschine für etwa 4 bis 5 Minuten cremig rühren, bis die Masse deutlich heller und luftig wird.
Die Eier einzeln aufschlagen und nacheinander unter die Buttermasse rühren. Jedes Ei für etwa 30 Sekunden einarbeiten, bevor das nächste hinzugefügt wird. Das sorgt für eine geschmeidige Bindung des Teiges.
Das Weizenmehl mit dem Backpulver in einer separaten Schüssel vermischen. Die Mehlmischung abwechselnd mit 60 ml der Milch in zwei bis drei Etappen unter die Butter-Ei-Masse heben. Nur so lange rühren, bis sich die Zutaten gerade eben verbunden haben.
Etwa zwei Drittel des hellen Teigs in die vorbereitete Backform füllen und mit einem Teigschaber glattstreichen.
Das Kakaopulver in das restliche Drittel des Teigs sieben. Die verbleibenden 40 ml Milch hinzugeben und alles kurz zu einem homogenen, dunklen Schokoladenteig verrühren.
Den dunklen Teig gleichmäßig auf dem hellen Teig in der Form verteilen. Einen Holzspieß spiralförmig durch die beiden Teigschichten ziehen, um die klassische Marmorierung zu erzeugen.
Den Kuchen im vorgeheizten Ofen auf mittlerer Schiene für 50 bis 60 Minuten backen. Gegen Ende der Backzeit die Stäbchenprobe durchführen: Bleibt kein flüssiger Teig am Holzspieß kleben, ist der Kuchen durchgebacken.
Den Marmorkuchen aus dem Ofen nehmen und für 10 Minuten in der Form ruhen lassen. Anschließend vorsichtig auf ein Kuchengitter stürzen und vollständig auskühlen lassen.