Nació en Grenoble, Francia, en 1931. Entre 1950 y 1954 asistió a la École normale supérieure, el centro de formación más prestigioso de su país. Hasta principios de los años setenta ejerció distintos cargos en el Institut français de Londres, la Embajada francesa en Turquía y la École pratique des hautes études en sciences sociales, adonde volvería en 1978 (convertida ya en la EHESS) como directeur d’études, luego de una serie de estadías en universidades norteamericanas. 
Asistente temprano a los seminarios de Algirdas Greimas en los años sesenta, y en permanente intercambio intelectual con otras grandes figuras del pensamiento francés como Pierre Bourdieu, Michel de Certeau y Jacques Derrida, Marin produjo una obra extensa y fértil para diversas disciplinas de las ciencias humanas y sociales. Sus investigaciones acerca del siglo XVII francés incorporaron reflexiones que trascendían las fronteras de la época clásica y vinculaban sus problemas específicos con otros propiamente filosóficos, como la irreductibilidad entre textos e imágenes, el concepto de representación, el modo como esta opera la transformación de la fuerza en potencia e instituye el poder, los límites de ese poder, y la constitución del sujeto mediante la mirada. 
Louis Marin falleció en París en 1992.