La franchise des Marines a débuté en 1950 sous le nom des Mainichi Orions, membre inaugural de la Pacific League. Les Marines ont remporté la série inaugurale du Japon en 1950.
En 1958, l’équipe a été fusionnée avec les Unions Daiei et renommée les Orions Daimai. En 1964, ils deviennent les Orions de Tokyo, et les Orions de Lotte en 1969. La franchise tarde à reproduire son succès initial : les Orions participent aux Japan Series en 1960 et 1970, pour s’incliner les deux années.
L’équipe joue dans le centre de Tokyo jusqu’en 1972. De 1973 à 1977, les Lotte Orions ont joué dans la ville de Sendai, au nord du Japon. En 1974, ils ont battu les Dragons de Chunichi, devenant ainsi la première équipe de la Pacific League à remporter les Séries en dix ans, les Yomiuri Giants ayant remporté les neuf titres précédents derrière l’attaque d’Oh-Nagashima.
En 1978, l’équipe est retournée dans la région de Tokyo, s’installant dans le stade Kawasaki, qui accueillait à une époque les Taiyo Whales (aujourd’hui Yokohama DeNA Baystars).
En 1992, l’équipe a déménagé au stade Chiba Marine de la ville de Chiba, sur la rive est de la baie de Tokyo, et a été rebaptisée les Chiba Lotte Marines.
L’équipe n’a pas réussi à atteindre à nouveau les Japan Series avant 2005. Les Marines ont commencé la saison 2005 en première place derrière le manager américain Bobby Valentine, mais se sont laissés distancer par les SoftBank Hawks de Fukuoka au fil de l’année. Selon le format des séries éliminatoires de l’époque, le tour préliminaire de cinq matchs, avant les Japan Series, voyait s’affronter les équipes ayant le meilleur bilan de la première et de la deuxième moitié de saison. Les Marines ont battu les Hawks trois jeux à deux dans le championnat de la Pacific League, remportant le match de caoutchouc malgré l’entrée dans la huitième manche menant 2-1.
Les Marines se sont ainsi qualifiés pour les Japan Series, la première fois qu’ils ont atteint le tournoi depuis 1974, une sécheresse de 31 ans. Dans une série unilatérale, les Marines balayent les Hanshin Tigers en quatre parties, marquant dix runs dans chacune des trois premières parties. La facilité apparente avec laquelle les Marines ont battu les Tigers a alimenté le débat sur la nécessité d’un système de playoffs dans la Central League, qui a finalement été ajouté en 2007 (voir Climax Series). Les Marines ont ensuite battu les Samsung Lions de Corée du Sud au tour final des championnats de la Konami Cup.
En 2010, les Marines ont décroché la troisième place lors de la dernière journée de la saison pour gagner une place dans les Climax Series. Ils sont devenus la première équipe de troisième place à gagner les Climax Series, et ont affronté les Dragons de Chunichi dans les Japan Series 2010. Les Marines ont battu les Dragons en sept matchs, composés de quatre victoires, deux défaites et un match nul, remportant leur deuxième Japan Series en moins de dix ans.