De franchise van de Marines begon in 1950 als de Mainichi Orions, een inaugureel lid van de Pacific League. De Marines wonnen de Japan Series in 1950.
In 1958 werd de ploeg samengevoegd met de Daiei Unions en omgedoopt tot de Daimai Orions. In 1964 werden ze de Tokyo Orions, en de Lotte Orions in 1969. De ploeg slaagde er maar langzaam in het aanvankelijke succes te evenaren: de Orions haalden de Japan Series in 1960 en 1970, maar verloren beide jaren.
De ploeg speelde in centraal Tokio tot 1972. Van 1973 tot 1977 speelden de Lotte Orions in de Noord-Japanse stad Sendai. In 1974 versloegen ze de Chunichi Dragons, waardoor ze de eerste Pacific League ploeg werden die de Series won in tien jaar, want de Yomiuri Giants hadden de voorgaande negen titels opgeëist achter de Oh-Nagashima aanval.
In 1978 keerde de ploeg terug naar het Tokyo gebied en vestigde zich in Kawasaki’s Kawasaki Stadium, ooit de thuishaven van de Taiyo Whales (vandaag de dag Yokohama DeNA Baystars).
In 1992 verhuisde de ploeg naar Chiba City’s Chiba Marine Stadium aan de oostkust van Tokyo Bay en werd omgedoopt tot de Chiba Lotte Marines.
De ploeg slaagde er niet in de Japan Series opnieuw te bereiken tot 2005. De Marines begonnen het seizoen 2005 op de eerste plaats achter de Amerikaanse manager Bobby Valentine, maar raakten achterop bij de Fukuoka SoftBank Hawks naarmate het jaar vorderde. Volgens het toenmalige playoff-format stonden in de voorronde van vijf wedstrijden, voorafgaand aan de Japan Series, de ploegen met de beste eerste en tweede-helft-records tegenover elkaar. De Marines versloegen de Hawks met drie games tegen twee in het Pacific League-kampioenschap en wonnen de rubberwedstrijd ondanks een 2-1 achterstand in de achtste inning.
De Marines plaatsten zich zo voor de Japan Series, de eerste keer dat ze het toernooi bereikten sinds 1974, een onderbreking van 31 jaar. In een eenzijdige reeks veegden de Marines de Hanshin Tigers in vier games van de mat, met tien punten in elk van de eerste drie games. Het ogenschijnlijke gemak waarmee de Marines de Tigers versloegen wakkerde de discussie over de noodzaak van een play-off systeem in de Central League aan, die uiteindelijk in 2007 werd toegevoegd (zie Climax Series). De Marines versloegen de Zuid-Koreaanse Samsung Lions in de laatste ronde van de Konami Cup Championships.
In 2010 werden de Marines derde op de laatste dag van het seizoen en verdienden daarmee een plaats in de Climax Series. Ze werden het eerste derde team dat ooit de Climax Series won, en namen het op tegen de Chunichi Dragons in de 2010 Japan Series. De Marines versloegen de Dragons in zeven wedstrijden, bestaande uit vier winstpartijen, twee verliespartijen en één gelijkspel, en wonnen hun tweede Japan Series in minder dan tien jaar.