Впервые Марфино упоминается в межевой книге за 1560 год как пустошь. Как деревня Марфино впервые упомянута в грамоте царя Михаила Федоровича: 19 сентября 1619 года Марфино вместе с селом Владыкино даруется в вечное потомственное владение Дмитрия Михайловича Пожарского за мужество и верность престолу (Собрание государственных грамот и договоров, 3, 312). 19 сентября 1999 года район Марфино праздновал свое 380-летие.

 Появление сельца Марфино связано с действительностью Богоявленского монастыря. Именно на его землях и появляется сельцо под названием Марфино.

 Марфино принадлежало монастырю вплоть до 1764 года, пока Екатерина Вторая не забирает в казну все монастырские земли.

 Со второй половины ХVIII века в Марфино появляется надомное ткацкое производство.

 В XIX веке деревушка Марфино принадлежала графу Панину. Часть земель, окружающих его, принадлежала Богоявленскому монастырю. На этих землях высился красивый декоративный лес, но монастырское начальство распорядилось вырубить его. За деревней, на так называемом. Жители сельца Марфино были в приходе церкви села Владыкина. Марфинские дети посещали церковно-приходскую школу в этом селе. Средняя продолжительность жизни в те годы не превышала 40 лет.

 24 октября 1885 года в Марфино был открыт Александро - Марфинский детский приют с начальной школой, созданный и действовавший на деньги Богоявленского монастыря. Приют был создан для мальчиков - сирот и детей беднейших семей родителей духовного звания и посвящен памяти о коронации Их императорских величеств в 1883 году. В приюте обучали и столярному и переплетному ремеслу, и пению и игре на скрипке. Отличившимся ученикам вручались подарки. Всем, кто оканчивал училище, вручалось святое Евангелие.

 В 1890 году численность населения Марфино достигает 340 человек.

 До 1905 года Марфино входило в состав Второго полицейского Стана Московского уезда. 19 декабря 1905 года Высочайше утвержденным Мнением Государственного Совета Российской Империи Марфино из ведения Московской уездной полиции передается в ведение Московской столичной полиции.

 В 1906 году на периодической выставке в Москве был выставлен рисунок В. Н. Васильева “Село Каменка” (иногда Марфино именовалось “Каменкой” по названию речки).

 В 1908 году в Марфино была основана Кузнечно-слесарная кустарная мастерская, которая имела достаточно высокую рентабельность.

 С 1917 по 1927 годы Марфино еще продолжает входить в состав Ростокинской, а затем Коммунистической волости Московского уезда.

 29 ноября 1927 года Постановлением ВЦИК  Марфино включается в состав Москвы.

 1923 год становится последним для храма в Марфино. В этот год Сокольнический райисполком принимает решение просить городские власти закрыть домовую церковь при детском доме (приют к этому времени был преобразован в детский дом) и передать помещение церкви детскому саду.

 В 1928 году Марфино (уже в границах Москвы) представляет из себя небольшой поселок, расположенный по обе стороны Большой Марфинской улицы. В полуверсте от Марфино по дороге на Останкино расположен другой населенный пункт - Кашенкин Луг, получивший свое название от реки Кашенки (а точнее, Каменки) - одного из правых притоков реки Яуза, которая в настоящее время заключена в трубу и спрятана под землю.

 11 декабря 1929 года около деревни Марфино был основан совхоз “Марфино”.

 В 1930-е годы Марфино и Кашенкин Луг входят в Алексеевско - Ростокинский подрайон Сокольнического района.

 В 1936 году они включаются в состав вновь образованного Ростокинского района, который в 1945 году переименовывается в Щербаковский. В 1958 году Щербаковский район становится Рижским, а еще через 2 года, его территория отходит к Дзержинскому району.

 В 1977 году Марфино входит в состав Кировского района Москвы (2-го по численности населения района столицы), а в 1992 году получает статус муниципального район.