Aqua Marcia blev som den 3. akvædukt i Rom bygget i årene 144-140 før Kristus af Quintus Marcius Rex, som man ikke ved andet om, end at hans embedstid som praetor blev forlænget med 1 år, så han kunne afslutte bygningen af akvædukten og give den sit navn.

Årsagen til byggeriet af den nye akvædukt var, at de 2 ældre vandforsyninger Aqua Appia og Aqua Anio Vetus efterhånden var forfaldne og heller ikke længere gav så meget vand, fordi grundejerne på de strækninger, som de gennemløb, ulovligt tappede vand fra dem. De gamle akvædukter blev derfor restaureret, men Roms voksende indbyggerantal (det var nu på omkring 450.000) krævede forsyninger derudover, så man besluttede sig for opførelen af en tredje akvædukt.

Aqua Marcia var ved sin opførelse Roms højeste akvædukt, men blev senere overgået af fire andre. Den havde meget rent vand med en god smag og ydelsen var på 188.000 kubikmeter i døgnet! Det var den akvædukt, som gav mest vand til byen, kun overgået af den senere anlagte Anio Novus, som ydede 190.000 kubikmeter.

Aqua Marcia var lidt over 90 km lang og fik vand fra en gruppe kilder i nærheden af Subiaco øst for Rom. Udspringet var i Anio-dalen (nutidens Aniene-dal) mllem Marano og Anticoli, ifølge Frontinus ved den 36. milesten på Via Valeria. Han beskriver det således: "Kildernes vand står næsten stille under klipperne, som en sø med grønt vand".

De første 75-80 km af sit løb førtes vandet i udhugne stenrender under jorden og først ved indgangen til Rom førtes det op på buer de sidste 15 km. Jørgen Hansen skriver på side 191 i sin udgivelse af Frontinus' akvæduktbog (se litt.note forneden), at "de overjordiske dele bestod af 586 m akvæduktbroer i højlandet, 781 m substruktioner samt næsten 10 km arkader fra fældningsbassinet mellem 6. og 7. milesten på Via Latina og til området ved den republikanske bymurs Porta Viminalis (som lå ved nutidens Piazza dei Cinquecento)."

Aqua Marcia har næsten samme linieføring som akvædukterne Anio Vetus, Anio Novus og Claudia, som alle får vand fra kilderne i Anio-dalen.

Efter fældningsbassinerne ved Via Latina mødtes Aqua Marcia med Aqua Tepula og Aqua Julia. De 2 sidstnævnte blev derefter ført videre frem i rør oven på Marcias ledning. Aqua Tepula blev lagt på i år 125 før Kristus og Aqua Julia blev bygget til i år 33 før Kristus. Denne tredobbelte kanalføring løb herfra næsten parallelt med Aqua Claudia og Anio Novus ind til Porta Maggiore, hvor man tydeligt kan se de tre vandledninger liggende ovenpå hverandre, opbygget i blokke af rød tuf fra Aniene-dalen, med en kant i travertin.

Frontinus fortæller, at den såkaldte Rivus Herculaneus, en gren af Aqua Marcia-akvædukten, forgrenede sig fra hovedakvædukten på et sted, som han omtaler som "post Hortos Pallantianos", altså efter eller bagved Pallas' landsted. Det sted, hvor forgreningen foregår, ligger omkring 175 meter sydøst for Porta Tiburtina. (Den gamle byport kan ses fra Via di Porta San Lorenzo og Viale di Porta Tiburtina ud for Via di Porta Tiburtina antica)

Mellem Porta Maggiore og Porta Tiburtina løb akvædukterne på buer, som nu udgør en del af Den Aurelianske Mur, der stadig kan følges langs jerbanelinien og gaderne Via di Porta Labicana og Via di Porta Tiburtina. Det vil sige, at fra hovedfordelingstanken nær Porta Viminalis løb den tredobbelte ledning i nordvestlig retning til den nordligste del af nutidens Via XX Settembre, hvor Finansministeriet ligger idag. Herfra uddeltes vandet i forskellige stikledninger til 9 eller 10 af byens kvarterer.

Under Kejser Diocletian lavede man en forbindelse til det store badeanlæg, som Kejseren lod bygge og hvis rester stadig kan ses i og rundt om Kirken Santa Maria degli Angeli. Ved nutidens Via Enrico de Nicola lå indtil 1876 den store cisterne, som brugtes til opsamling af det vand, som ledtes ind af akvædukterne. Cisternen, som gennem tiden kaldtes "Botte di Termini", dækkede et areal på 91 x15 meter.

Samtidig med at Dicoletian altså brugte noget af vandet fra Aqua Marcia, tilførte han også vand via en ny kanal kaldet Forma Iovis.

Aqua Marcia havde allerede fra begyndelsen i år 140 før Kristus en gren til Capitol. Jørgen Hansen (se litt.note forneden) skriver, at det formentlig kun har været "en trykrørsledning og dermed en ret begrænset vandmængde." Senere førtes vandet i ledninger frem til Aventin ind over antikkens Clivus Publicius, nutidens Clivo dei Publicii/Via di Santa Prisca, Quirinal-højen og Monte Celio. Vandet brugtes også til Caracalla's Termer, hvortil der blev ført en ledning (som nogle gange omtales som Aqua Antoniana) i år 216 efter Kristus.

Antikke kilder som Juvenal og Martial fortæller, at der var utætheder, så vandet dryppede ned fra Aqua Marcia på det sted, hvor akvædukten passerede hen over Porta Capena. Carl Ankerfeldt fortæller, at den havde en kronisk læk, så Porta Capena i folkemunde fik navnet "Arcus Stillans", "den dryppende bue".

Aqua Marcia blev restaureret flere gange, blandt andet under Kejser Augustus (af Agrippa i år 33 før Kristus og af Augustus i perioden 11-4 før Kristus. En mindeindskrift herfor kan ses på en bue, som senere inkorporeredes i Den Aurelianske Mur ved Via Tiburtina). Ved denne lejlighed lod Augustus tilføje mere vand fra en ny kilde, hvilket næsten fordoblede vandydelsen. Den nye sideledning kaldtes Aqua Augusta og kilden Fons Augustus eller Fons Albudinus.

I årene under kejserne Titus, Septimius Severus (år 196), Caracalla og Diocletian restaureredes akvædukten atter og under Caracalla skal der være blevet lavet endnu en sideledning, med tilførsel fra en ny kilde kaldet Fons Antoninianus (år 212-213). Med efterfølgende reparationer var Aqua Marcia derefter i brug til det 10.århundrede.

I løbet af middelalderen forfaldt Roms akvædukter, men i 1840 undersøgte man igen de gamle kilder og fandt dem i god stand. Og i 1865 startede 2 engelske ingeniører "The Anglo-Roman Water Company", som 2 år senere ændrede navn til "Società Anonima dell'Aqua Marcia" og nu begyndte arbejdet med at genoplive den gamle akvædukt.

I sommeren 1870 strømmede vandet igen ind i Rom, på et sted i nærheden af Stazione Termini (nogle hundrede meter nærmere hovedbanegården end den nuværende afslutningsfontæne på Piazza della Repubblica).

Den 10. september blev den nyopstandne akvædukt officielt indviet af Pave Pius IX, der navngav den Aqua Pia Marcia.