Marines-franchisen startede i 1950 som Mainichi Orions, et første medlem af Pacific League. Marines vandt den første Japan Series i 1950.
I 1958 blev holdet slået sammen med Daiei Unions og omdøbt til Daimai Orions. I 1964 blev de til Tokyo Orions, og Lotte Orions i 1969. Franchisen var langsom til at gentage sin oprindelige succes: Orions nåede Japan Series i 1960 og 1970, men tabte begge år.
Holdet spillede i det centrale Tokyo indtil 1972. Fra 1973 til 1977 spillede Lotte Orions i den nordjapanske by Sendai. I 1974 slog de Chunichi Dragons og blev dermed det første Pacific League-hold til at vinde serien i ti år, da Yomiuri Giants havde taget de foregående ni titler bag Oh-Nagashima-angrebet.
I 1978 vendte holdet tilbage til Tokyo-området og slog sig ned i Kawasaki Kawasaki Stadium, der på et tidspunkt var hjemsted for Taiyo Whales (i dag Yokohama DeNA Baystars).
I 1992 flyttede holdet til Chiba Citys Chiba Marine Stadium på den østlige bred af Tokyobugten og blev omdøbt til Chiba Lotte Marines.
Holdet nåede ikke Japan Series igen før i 2005. Marines startede sæsonen 2005 på førstepladsen bag den amerikanske manager Bobby Valentine, men faldt efter Fukuoka SoftBank Hawks som året skred frem. I henhold til det daværende playoff-format var der forud for Japan Series en indledende playoff-runde på fem kampe, hvor holdene med de bedste resultater i første og anden halvleg stod over for hinanden. Marines besejrede Hawks med tre kampe mod to i Pacific League-mesterskabet og vandt gummikampen, selv om de kom bagud 2-1 i ottende inning.
Marines kvalificerede sig således til Japan Series, hvilket var første gang, de nåede turneringen siden 1974, hvilket var en 31-årig tørke. I en ensidig serie fejede Marines Hanshin Tigers i fire kampe, idet de scorede ti runs i hver af de tre første kampe. Den tilsyneladende lethed, hvormed Marines besejrede Tigers, gav næring til den igangværende debat om behovet for et slutspilsystem i Central League, som endelig blev tilføjet i 2007 (se Climax Series). Marines vandt derefter over Sydkoreas Samsung Lions i sidste runde af Konami Cup Championships.
I 2010 sikrede Marines sig en tredjeplads på sæsonens sidste dag og dermed en plads i Climax Series. De blev det første hold på tredjepladsen, der nogensinde har vundet Climax Series, og stod over for Chunichi Dragons i Japan Series 2010. Marines besejrede Dragons i syv kampe, bestående af fire sejre, to nederlag og en uafgjort, og vandt dermed deres anden Japan Series på under ti år.