Su única publicación que sobrevive es “Concerti spirituali di Francesco Maria Marini da Pesaro maestro di cappella della Republica di S. Marino concertati a 2.3.4.5.6.7. voci & con instrumenti. Nuovamente stampati. Libro primo” (Venecia, 1637). Segun Fétis, Marini habría sido mónaco camaldulense, pero la información no está documentada; ni siquiera se sabe si abrazó el estado eclesiástico. Única información segura de su carrera musical, de otro modo oscura, es la de San Marino, que está conectada con la obra mencionada.

El 1 de agosto de 1637 Marini dedicó sus 27 Conciertos espirituales a los "Distinguidos y honorables Señores y Gobernantes Jefes de Estado y capitanes de la República de San Marino". Una frase de la larga dedicatoria da a entender que Marini se encontraba trabajando allí por lo menos desde 1627. Sin embargo el nombre de Marini no figura en las fuentes de San Marino hasta ahora conocidas, ni se sabe hasta cuándo permaneció en la República de San Marino. De hecho, ya el 26 de julio de 1637 había participado en el concurso para el cargo de maestro di cappella en la catedral de Urbino, pero sin éxito. El 28 de octubre de 1639 fue elegido maestro en la catedral de Pesaro con el sueldo anual de 36 coronas; si es que prestó servicio efectivo fue por un tiempo muy corto, ya que sólo dos meses después, el 31 de diciembre de ese año, se eligió a un nuevo profesor, "dada la ausencia del Signor Francesco Maria Marini ya maestro di capella". Tal vez la carrera de  Marini continuó en Jesi, como sugiere una carta sin fecha (pero publicada en 1639), que le fue dirigida por el noble de Pesaro Fabrizio Ondedei, literato de valor y músico aficionado, secretario de la duquesa de Urbino Livia Della Rovere, viuda de Francesco Maria II Della Rovere; con ella el amigo le envió "un scherzetto salido nuevamente de mi pluma sólo como una broma", y "también un madrigaletto" para ponerle música "con vuestra gracia habitual" (Bolonia 1639). Aunque Marini no figura entre los maestros de capilla de la Catedral de Jesi, puede haber realizado su actividad en otras capillas más pequeñas de la ciudad, cuya historia no se ha investigado.

En los "Concerti spirituali" de 1637, Marini escogió 27 motetes de una a siete voces (a pesar del título de la obra), todos acompañados por el bajo continuo; en cinco de ellos también se utiliza de dos a cinco instrumentos de cuerda: violín I, violín II, viola, viola alto tenor, contrabajo. Los conciertos están compuestos por cinco partes (soprano, contralto, tenor, bajo y Bajo de órgano), sólo la parte Alto se conserva en San Marino, los cinco libros completos están en el Conservatorio Biblioteca "Martini" en Bolonia y en la Iglesia Biblioteca Oxford. La página de título muestra un blasón de la República de San Marino nunca publicado en otro lugar.

Que tan pocas obras sobrevivan es una cuestión lamentable, ya que muestran un talento competente que sorprende, para un lugar comparativamente atrasado como San Marino, geográficamente muy lejos de los centros de la composición en la década de 1630. Los motetes son en estilo concertante moderno y demuestran sentimiento por la imaginativa musicalización de los textos; los que despiertan más interés son aquellos que incluyen instrumentos obbligato. La música de "Jesu dulcis memoria" es para la inusual orquestación (para el norte de Italia) de solista alto y cuatro violas. Es largo, intenso en estilo y escrito en un registro bajo de la voz; una cuarta descendente sobre la palabra 'Jesu' actúa como una idea unificadora en todo. Los instrumentos entablan un diálogo con la voz, así como proporcionan interludios contrastantes (no ritornelos). Esto también se puede ver en el encantador "Omnes Gentes" para dos sopranos, dos violines y bajo continuo, donde las secciones a menudo bastante extensas para violines y voces respectivamente están estrechamente integradas y existe un esquema claro aunque sencillo de modulaciones. Una obra más grande, "Anima mea in aeterna", está escrita para dos grupos equilibrados de dos sopranos y bajo y el equivalente instrumental -dos violines y cello- y bajo continuo: esto es, en efecto, una especie de medio doble coro modernizado. Aquí los violines tienen una considerable independencia polifónica en el impresionante tutti que marcan las otras variadas secciones.

Los textos con música, en latín, son típicos de los motetes, diversamente derivado de canciones litúrgicas (himnos, antífonas, etc.) y pasajes de la Sagrada Escritura interpolados  y contaminados. Los más originales son cuatro motetes dedicados al santo del mismo nombre y protector de la República de San Marino ("O Titani Montis incolae", "Beatus Marinus", "Omnes gentes plaudite", "Beatus vir qui inventus est"); particularmente interesante es el primero, estructurado en forma de  diálogo en estilo recitativo entre una soprano y un bajo, que representa a San Marino, al que se conceden fiorituras belcantísticas sobre palabras significativas y cadencias. El vocalismo, especialmente en los motetes para dos voces, es rico, con imitaciones de contrapunto y disminuciones más libres. La colección ofrece un manual de canciones que se utilizarán en algunas celebraciones de Cristo, la Virgen María y los santos en varios momentos especiales del año litúrgico.