Marini vstoupil do seriálu mistrovství světa v roce 2013, kdy odjel jeden závod v Moto3. Od roku 2015 působí v Moto2, v letošním roce je jeho maximem čtvrté místo z brněnské Grand Prix. V průběžném pořadí figuruje na desátém místě.
V týmu devítinásobného mistra světa, který vedle Moto2 působí i v Moto3, bude Marini v příštím roce jezdit společně s dalším Italem Francescem Bagnaiou.