Estudià amb Sainte-Colombe, el gran virtuós del baix de viola i el mestre més influent del darrer terç del segle XVII. Més tard estudià composició amb J.B. Lully, amb qui col·laborà com a instrumentista en algunes de les seves òperes. El 1676 era membre de l’orquestra reial, i el 1679, músic ordinari de viola per a la cambra del rei. Romangué al servei del monarca fins el 1725, any en què es retirà i llegà el seu nomenament reial al seu fill Vincent. Marais és considerat la figura central de l’escola francesa de baix de viola. També compongué òperes, concretament quatre, que són un important nexe d’unió entre Lully i A. Campra. La música instrumental és, però, la part més important i significativa de la seva producció, sobretot les 550 peces per a baix de viola de gamba que publicà en cinc col·leccions, entre el 1686 i el 1725. Aquestes obres inclouen tant danses en voga a l’època com peces d’invenció pròpia que posseeixen una eloqüència, un refinament de línies i una riquesa de detalls ornamentals que exploten a la perfecció totes les possibilitats de l’instrument. Les Pieces en trio pour les flûtes, violon et dessus de viole (1692) són considerades les primeres del gènere sonata a trio a França.