C’est vers l’an Mil qu’une motte féodale, construite aux Hautiers, a fixé le premier village-refuge après les invasions normandes. Au Xe siècle, trois châteaux-forts sont construits puis complètement ravagés au XIe et XIIe siècles.

Vers 1130, les moines augustins de Saint Vincent de Senlis fondent un prieuré attenant à l’église dédicacée en 1256.

De cette époque, il ne reste que le chœur fortement remanié et une des plus ancienne cloche de France, actuellement répertoriée. Le village reste de taille réduite, au pied de la butte du Caillouet et à l’écart de l’ancienne route de Pontoise à Gisors.

Au XIVe siècle, le village décline. La peste noire de 1348 et  la guerre de Cent Ans (1337 à 1453) ravagent le village.

C’est au XVIe et XVIIe siècles que Marines se reconstruit et prend de nouveau de l’importance grâce à la présence d’un grand marché hebdomadaire, de deux foires et des nouveaux édifices. Ces derniers sont toujours visibles : le château (propriété privée) construit vers 1520 pour et par Adrien de Brosses, l’Eglise agrandie par Nicolas le Mercier vers 1563, et la chapelle funéraire St Roch vers 1610, destinée aux tombeaux des Brulart de Sillery les nouveaux seigneurs.Ceux-ci font construire l’ancien Prieuré en y fondant une école de théologie dirigée par les frères de l’Oratoire.

Au XVIIIe siècle, Marines étend son influence grâce à sa position sur la route royale reliant Pontoise et Dieppe. La création de la route royale en 1760 fixe de façon rectiligne l’axe principal (Boulevard de la République, rue du Général De Gaulle, Boulevard Gambetta), délaissant l’ancienne rue Vieille de Chars.

Puis, la famille Gouy d’Arsy domine la vie du bourg qui devient chef-lieu de canton en 1790 et demeure un marché important pour les blés et le bétail (veaux de « Pontoise » pour Poissy et Paris).

Au XIXe siècle, la réalisation de la place des Écoles (devenue place de Verdun) au centre d’un lotissement en étoile (comme à Paris) lui confère le caractère d’une petite ville, tout comme le nouvel Hôtel de Ville construit à l’emplacement du cimetière en 1842.

La fin du XIXe siècle voit l’arrivée tardive du chemin de fer, à voie métrique par Valmondois (vers Paris Nord jusqu’en 1949), puis le raccordement vers Chars et Paris St Lazare, ainsi que la construction d’une maison de retraite pour agriculteurs grâce au legs de Jean Baptiste Cartry.

Depuis la création de la ville nouvelle de Cergy, Marines est soumise à une forte pression urbaine et tente de trouver un nouvel équilibre entre développement et préservation de l’environnement au sein du Parc naturel régional du Vexin français créé en 1995. Marines a su néanmoins conserver le caractère d’un ancien bourg rural tout en s’adaptant à l’évolution économique.