Marina a grandi dans un environnement musical, son père étant musicien et sa mère professeure de chant. Elle s'est formée à l'école secondaire Ysgol Gyfun Cwm Rhondda, puis à la Cardiff University où elle a étudié le théâtre et le cinéma.
C'est en 2009 que Marina fait ses débuts dans la scène musicale grâce au single "I Am Not A Robot", qui connaît un succès important sur internet. L'année suivante, elle sort son premier album studio, *The Family Jewels*, sous le label 679 Recordings et Parlophone, qui rencontre un grand succès critique et commercial, se classant notamment à la première place des charts britanniques.
En 2012, Marina sort son second album *Electra Heart*, qui est consacré à une histoire d'amour et de désillusion. L'album connaît également un succès important, atteignant la troisième place des charts britanniques et la première place du classement américain Billboard Alternative Albums.
En 2015, Marina sort son troisième album *Froot*, qui est plus électro-pop que ses précédents albums. L'album est accueilli favorablement par la critique, mais n'atteint pas le même succès commercial que ses deux prédécesseurs.
Marina and The Diamonds se distingue notamment pour ses thèmes traités dans ses chansons, tels que la psyché humaine, l'identité, la vie de groupe et la sexualité. Ses influences musicales sont diverses, allant du pop aux musiques électroniques en passant par le rock alternatif, la synthpop ou encore la new wave.
En plus de sa carrière musicale, Marina a également travaillé comme actrice et mannequin. Elle a notamment joué dans les films *The Face of an Angel* (2014) et *Astronaut Wives Club* (2015).