Marines började 1950 som Mainichi Orions, en första medlem i Pacific League. Marines vann den första Japan Series 1950.
1958 slogs laget samman med Daiei Unions och döptes om till Daimai Orions. År 1964 blev de Tokyo Orions och 1969 Lotte Orions. Franchisen var långsam att upprepa sina första framgångar: Orions tog sig till Japan Series 1960 och 1970, men förlorade båda åren.
Laget spelade i centrala Tokyo fram till 1972. Från 1973 till 1977 spelade Lotte Orions i den nordjapanska staden Sendai. År 1974 slog de Chunichi Dragons och blev därmed det första Pacific League-laget att vinna serien på tio år, eftersom Yomiuri Giants hade tagit de tidigare nio titlarna bakom Oh-Nagashima-attacken.
År 1978 återvände laget till Tokyo-området och bosatte sig i Kawasaki Kawasaki Stadium, som en gång i tiden var hemvist för Taiyo Whales (dagens Yokohama DeNA Baystars).
1992 flyttade laget till Chiba Citys Chiba Marine Stadium på den östra stranden av Tokyobukten och döptes om till Chiba Lotte Marines.
Laget lyckades inte nå Japan Series igen förrän 2005. Marines inledde säsongen 2005 på första plats bakom den amerikanske managern Bobby Valentine, men föll bakom Fukuoka SoftBank Hawks allt eftersom året fortskred. Enligt det dåvarande slutspelsformatet möttes lagen med de bästa resultaten från första och andra halvåret i den preliminära slutspelsrundan med fem matcher före Japan Series. Marines besegrade Hawks med tre matcher mot två i mästerskapet i Pacific League, och vann gummimatchen trots att de gick in i den åttonde inningen och låg under med 2-1.
Marines kvalificerade sig därmed för Japan Series, vilket var första gången de hade nått turneringen sedan 1974, en 31-årig torka. I en ensidig serie sopade Marines Hanshin Tigers i fyra matcher och gjorde tio poäng i var och en av de tre första matcherna. Den uppenbara lätthet med vilken Marines besegrade Tigers gav bränsle åt den pågående debatten om behovet av ett slutspelssystem i Central League, som slutligen lades till 2007 (se Climax Series). Marines fortsatte med att besegra Sydkoreas Samsung Lions i slutomgången av Konami Cup Championships.
Under 2010 knep Marines tredjeplatsen på säsongens sista dag för att få en plats i Climax Series. De blev det första laget på tredje plats som någonsin vann Climax Series och mötte Chunichi Dragons i Japan Series 2010. Marines besegrade Dragons i sju matcher, bestående av fyra segrar, två förluster och ett oavgjort resultat, och vann sin andra Japan Series på mindre än tio år.