Studia all'Università di Alessandria d'Egitto e a Parigi, dove si laurea in Lettere nel 1891. il 14 luglio 1899 a Genova consegue la laurea in Giurisprudenza. Scrive sia in francese che in italiano. Nel 1898 pubblica su varie riviste letterarie opere in versi, rifacendosi allo stile del movimento letterario del simbolismo.

Nel 1902 torna a Parigi e pubblica il suo primo libro, il poemetto La conquete des Etoiles. Nello stesso anno muore la madre Amalia Giolli. Nel 1905 a Milano fonda a sue spese, in collaborazione con Sem Benelli la rivista Poesia. Contribuiscono alla riuscita del periodico molti scrittori quali Jean Cocteau, Miguel de Unamuno, William Butler Yeats, Gian Pietro Lucini, Giovanni Pascoli, Trilussa - pseudonimo per Carlo Alberto Salustri -, Aldo Palazzeschi, Corrado Govoni, Ada Negri e Biagio Marin. Nel 1909 scrive l'opera teatrale Elettricità sessuale, introducendo sulla scena i robot dieci anni prima che Karel Capek inventasse la parola stessa. Il 15 gennaio dello stesso anno va in scena a Torino al teatro Alfieri La donna è mobile, tratta dall'opera Elettricità sessuale. La rappresentazione provoca numerose contestazioni.

Nel 1909 pubblica il Manifesto del futurismo sul quotidiano francese Le Figaro: Nasce ufficialmente l'omonimo movimento culturale. Nel manifesto vengono esaltate la velocità, il movimento, l'energia, il coraggio e la guerra. Tutte le istituzioni sono definite passatiste. In Italia il manifesto è diffuso dalla rivista Poesia. Il 3 aprile 1909 va in scena a Parigi Le Roi Bombance. Nel 1910 scrive il romanzo Mafarka il futurista. Il 12 gennaio 1910 inaugura al Politeama Rossetti di Trieste la prima delle numerose serate di arte futurista, creando molto scalpore. L'11 maggio del 1912 presenta il Manifesto tecnico della Letteratura futurista, nel quale indica gli aspetti tecnici della composizione letteraria. Nel 1914 pubblica il poema Zang-Tumb-Tumb ispirato all'assedio di Adrianopoli.

Nel 1915 l'Italia entra in guerra. Marinetti è protagonista di manifestazioni interventiste e si arruola nei Volontari Ciclisti e automobilisti. Nel 1917 viene ferito e pubblica la raccolta di testi propagandistici Guerra sola igiene del mondo.

Nel 1918 fonda i primi fasci politici futuristi a Roma, Ferrara, Firenze e Taranto. Conosce Benedetta Cappa, pittrice e scultrice più giovane di lui di vent'anni e la sposa nel 1923. Nascono tre figlie: Vittoria, Ala e Luce.

Nel 1919 si iscrive al partito Fascista che esalta come prolungamento naturale dell'esperienza futurista. Dopo un anno esce dalla politica e si dedica alla diffusione del futurismo. Pubblica Al di là del comunismo. Nel 1922 scrive i volumi Gli indomabili e Gli amori futuristi. Il 23 novembre 1924 a Milano si svolge il Primo congresso futurista.

Nell'ottobre 1935 parte volontario per la guerra d'Etiopia. Questa esperienza gli ispira nel 1937 il Poema africano della Divisione 28 ottobre. Il 27 giugno 1942 Marinetti parte volontario per il fronte russo e partecipa a un'azione di guerra. Torna poco dopo in Italia a causa di gravi problemi di salute. Il 25 luglio 1943 cade il governo fascista. A settembre Mussolini fonda a Salò la Repubblica Sociale Italiana: Marinetti vi aderisce, ma senza partecipare a manifestazioni.

Nell'ottobre 1944 si trasferisce a Bellagio nell'albergo Splendido. Qui scrive Quarto d'ora di poesia della decima Mas, musica di sentimenti. Il 2 dicembre 1944 muore per un attacco cardiaco.