Das Franchise der Marines wurde 1950 als Mainichi Orions gegründet und war Gründungsmitglied der Pacific League. Die Marines gewannen 1950 die erste Japan Series.
Im Jahr 1958 wurde das Team mit den Daiei Unions zusammengelegt und in Daimai Orions umbenannt. Im Jahr 1964 wurden sie zu den Tokyo Orions und 1969 zu den Lotte Orions. Der anfängliche Erfolg stellte sich nur langsam ein: 1960 und 1970 schafften es die Orions in die Japan Series, verloren aber beide Jahre.
Das Team spielte bis 1972 im Zentrum Tokios. Von 1973 bis 1977 spielten die Lotte Orions in der nordjapanischen Stadt Sendai. Im Jahr 1974 besiegten sie die Chunichi Dragons und waren damit das erste Team der Pacific League, das seit zehn Jahren die Serie gewann, nachdem die Yomiuri Giants die vorherigen neun Titel hinter dem Oh-Nagashima-Angriff geholt hatten.
Im Jahr 1978 kehrte das Team in den Großraum Tokio zurück und ließ sich im Kawasaki-Stadion nieder, das einst die Heimat der Taiyo Whales (die heutigen Yokohama DeNA Baystars) war.
Im Jahr 1992 zog das Team in das Chiba-Marine-Stadion in Chiba City am Ostufer der Bucht von Tokio um und wurde in Chiba Lotte Marines umbenannt.
Das Team schaffte es bis 2005 nicht mehr, die Japan Series zu erreichen. Die Marines begannen die Saison 2005 mit dem amerikanischen Manager Bobby Valentine auf dem ersten Platz, fielen aber im weiteren Verlauf des Jahres hinter die Fukuoka SoftBank Hawks zurück. Nach dem damaligen Playoff-Format trafen in der fünf Spiele umfassenden Playoff-Vorrunde vor der Japan Series die Mannschaften mit den besten Ergebnissen in der ersten und zweiten Hälfte aufeinander. Die Marines besiegten die Hawks in der Meisterschaft der Pacific League mit drei zu zwei Spielen und gewannen das Gummispiel, obwohl sie im achten Inning mit 1:2 zurücklagen.
Damit qualifizierten sich die Marines für die Japan Series und erreichten das Turnier zum ersten Mal seit 1974, einer 31-jährigen Durststrecke. In einer einseitigen Serie fegten die Marines die Hanshin Tigers in vier Spielen vom Platz, wobei sie in den ersten drei Spielen jeweils zehn Runs erzielten. Die offensichtliche Leichtigkeit, mit der die Marines die Tigers besiegten, heizte die anhaltende Debatte über die Notwendigkeit eines Playoff-Systems in der Central League an, das schließlich 2007 eingeführt wurde (siehe Climax Series). Die Marines besiegten die Samsung Lions aus Südkorea in der letzten Runde der Konami Cup Championships.
Im Jahr 2010 sicherten sich die Marines am letzten Tag der Saison den dritten Platz und damit den Einzug in die Climax Series. Sie wurden das erste drittplatzierte Team, das die Climax Series jemals gewann, und traten in der Japan Series 2010 gegen die Chunichi Dragons an. Die Marines besiegten die Dragons in sieben Spielen, die sich aus vier Siegen, zwei Niederlagen und einem Unentschieden zusammensetzten, und gewannen ihre zweite Japan Series in weniger als zehn Jahren.