Народився в Болоньї у родині великого землевласника. У 13 років вступив до технічного інституту в Ліворно. 1894 під впливом посмертно виданих праць Генріха Герца, а також Ніколи Тесли зацікавився питаннями передачі електромагнітних хвиль і став учнем професора з фізики Болонського університетуАугусто Рігі, що займався дослідженнями в цьому напрямку. Тоді ж у маєтку свого батька почав досліджувати сигналізацію за допомогою електромагнітних хвиль. 1895 року Марконі послав бездротовий сигнал зі свого саду в поле на відстань 3 км. Тоді ж запропонував використання бездротового зв'язку міністерству пошти та телеграфу, але одержав відмову.
На початку 1896 року приїхав до Великої Британії, де продемонстрував свій апарат: за допомогою абетки Морзе передав сигнал з даху лондонського поштамту до іншого будинку на відстань 1,5 км. Винахід зацікавив великого фізика В. Г. Пріса, який був директором британської пошти й телеграфу; під його керівництвом, Марконі повів подальші роботи. 2 червня1896 року подав заявку на «удосконалення в передачі електричних імпульсів і сигналів і апаратури для цього». 2 вересня1896 здійснив першу публічну демонстрацію свого винаходу на рівнині Солсбері, добившись передачі радіограм на відстань 3 км.
Як передавач Марконі застосував генератор Герца в модифікації Рігі, як приймач — прилад Попова (створений на основі приладу Лоджа), у який Марконі ввів розроблений ним вакуумний когерер, що підвищив стабільність роботи приладу і його чутливість, а також дросельні котушки.
2 липня1897 року одержав патент і вже 20 липня створив і організував велике акціонерне товариство («Марконі К°»). Для роботи у своїй фірмі Марконі запросив багатьох відомих учених та інженерів. Улітку того ж року здійснив передачу радіосигналів на 14 км через Бристольську затоку, у жовтні — на відстань 21 км. У листопаді того ж року побудував першу стаціонарну радіостанцію на острові Вайт, забезпечивши зв'язок острова з материком на відстані 23 км. У травні 1898 року вперше застосував систему настроювання (на принципах, відкритих у попередньому році Олівером Лоджем); запатентував її в 1900 році (патент № 7777). У тому ж році відкрив у Челмсфорді перший «завод бездротового телеграфу», на якому працювали 50 людей.
Величезний вплив на подальший розвиток радіотехніки справила помилкова точка зору Марконі, що електромагнітні хвилі можуть без великих втрат проходити через ґрунт і воду. Він всіх переконував, що можлива передача радіохвиль на величезні відстані (опоненти стверджували, що проходження радіохвиль можливе тільки в умовах прямої видимості і радіопередача на далекі відстані буде неможливою через кривину Землі). У дійсності втрати при проходженні радіохвиль через ґрунт і воду величезні, що знав ще Тесла, але радіохвилі досить низької частоти можуть відбиватися від іоносфери й огинати всю Земну кулю. Керуючись помилковою вірою, Марконі в грудні 1901 року організував перший радіозв'язок через Атлантичний океан (передав букву S абетки Морзе). Наприкінці наступного року було налагоджено регулярний трансатлантичний радіозв'язок.
1905 року запатентував спрямований зв'язок.
1919 року — повноважний представник Італії на Паризькій мирній конференції. Від імені Італії підписав мирні договори з Австрією й Болгарією.
1922 року розпочав регулярну трансляцію радіопередач із Ессекса.
1932 року встановив перший радіотелефонний мікрохвильовий зв'язок. 1934 року продемонстрував можливість застосування мікрохвильової телеграфії для потреб навігації у відкритім морі.
Останні роки життя провів в Італії. Член Фашистської партії з 1923 року (згодом — член Великої Ради партії). Сенатор.
На його честь названо астероїд, кратер на зворотному боку Місяця, університет, школа, аеропорт, міст, футбольний клуб, частина мису Кейп-Код, парк.
Патенти
Патенти Великої Британії
British patent No. 12,039 [Архівовано 23 червня 2011 у Wayback Machine.], Date of Application 2 June 1896; Complete Specification Left, 2 March 1897; Accepted, 2 July 1897 (later claimed by Oliver Lodge to contain his own ideas which he failed to patent)