La mayor parte de la información biográfica sobre Marino proviene de los Archivos de la Misericordia Maggiore de Bérgamo, una hermandad de la ciudad que dependía de la capilla musical de la basílica de Santa Maria Maggiore, donde durante muchos años se desempeñó como violinista. Fue niño soprano desde 1681 a 1684, violinista ocasional desde 1683 a 1686. El 29 de junio de 1686 Marino fue contratado por la Misericordia como segundo violín, reemplazando al violinista Giuseppe Venturino. Continuó sirviendo en la basílica como intérprete violín de manera inmaculada durante varios años, bajo la dirección de tres diferentes maestros di cappella, tanto que en las mayores solemnidades de la iglesia tocaba como solista. Se sabe que fue muy solicitado por importantes orquestas de ópera en otras ciudades italianas del norte, y durante el tiempo que permaneció en servicio en Santa Maria Maggiore, obtuvo numerosos permisos para tocar en iglesias de otras ciudades o en algunos teatros italianos de ópera.

El 15 de diciembre de 1696 Marino -debiendo ir a tocar en una ópera que se representaría en Milán y al serle rechazada por los regentes de la Misericordia la solicitud de permiso para salir de Bérgamo- pidió y recibió permiso para abandonar la institución, por medio de una sarcástica carta escrita por su padre, en la que, fingiendo dolerse de sus 'defectos' como violinista (ya era un virtuoso), solicitaba humildemente que le otorgaran la licencia absoluta. El 16 de marzo de 1700, de regreso en su casa, Marino reasumió en Santa Maria Maggiore el cargo previamente ocupado, con un sueldo de 70 escudos al año, ya que el primer violín Bartolomeo Bernardi, ausentándose para ir a los cines de Turín nunca regresó al servicio. El 1 de septiembre de 1702 Marino fue recompensado por los regentes de la Misericordia con una oferta de trigo por haber compuesto nueve sonatas 'con estudioso esfuerzo', considerando el gasto en que había incurrido en el papel y las copias que se distribuirían a todos los músicos, no menos que las dificultades económicas que pasaba su indigente y numerosa familia. Las sonatas en cuestión eran probablemente de su Op. VI aparecido en Venecia en 1701.

Edición discográfica de obras de Carlo Antonio Marino

Los documentos de archivo relativos a los pagos, gastos, las solicitudes de licencias y los aumentos salariales evidencian la presencia continua de Marino en la capilla de Santa Maria Maggiore hasta 1707. En esa época aspiraba al cargo de maestro di cappella de esta institución, dado que, en dos ocasiones, su nombre es mencionado entre los competidores. El 9 de mayo de 1712, cuando se trató de sustituir a Francesco Ballarotti, Marino obtuvo 5 votos a favor y 10 en contra, resultando en su lugar elegido el ferrarés Giovanni Battista Bassani. En 1717, muerto Bassani, Marino figuraba de nuevo entre los aspirantes, junto con Francesco Quaglia y Giacomo Gozzini, que fue elegido luego. Sin embargo, aparte de estas dos últimas apariciones documentadas en los archivos de la Misericordia Maggiore, es posible que Marino ya no estuviera activo en Bérgamo después de 1707. Probablemente se había trasladado a Crema, donde el 16 de noviembre de 1709 un cierto 'Carlo Marini', violinista, fue nombrado maestro di cappella de la catedral del Consorcio del Ss. Sacramento. No se tienen noticias de Marino después de 1717. En el Archivo de la catedral de Crema se conserva el certificado de defunción de un 'Carolus Marini', de fecha 13 de septiembre de 1735, a la edad de 65 años: teniendo en cuenta el nombre, el apellido y la edad, es probable que pueda tratarse de Marino.

El sustancial cuerpo de composiciones de Marino conocido hoy en día es casi todo contenido en las ocho colecciones impresas entre 1687 y 1705. Las "Sonate da camera a tre strumenti… opera prima" (Bolonia, 1687), dedicadas al conde Carlo Benaglio, se compone de diez pares de movimientos cortos, en su mayoría danzas, para dos violines y bajo continuo; cada sonata se abre con un ballet (excepto la Sonata 8 que se abre con una sinfonía), seguido de una arietta (sonatas 1, 5, 9), una giga (sonatas 2, 6, 8), una corrente ( sonatas 3, 7), un sarabanda (Sonata 4) o una borea (Sonata 10). En 1692 en Venecia, por el editor Giuseppe Sala, Marino publicó "Balletti, correnti, gighe, e minuetti diversi a tre, due violini, violoncello o spinetta… opera seconda", dedicada a 'suor Maria Virginia Suarda monaca professa nel v. monasterio di S. Maria del Paradiso di Bergamo'. La colección de las "Suonate a 3 et a 5 col basso per l’organo… opera terza" es conocida sólo a través de la reimpresión de Amsterdam de 1697, probable reedición del original italiano (Venecia, 1693), ahora perdida; esa comprende ocho sonatas a tres (dos violines, cello y bajo continuo), y cuatro a cinco (tres violines, viola, cello y órgano).

La ausencia de movimientos de danza y la indicación del órgano para la parte del bajo continuo sugieren que estas sonatas pertenecen al género 'da chiesa', aunque no se indica explícitamente en el frontispicio de la obra. Las "Cantate a voce sola libro I, opera quarta" (idem, 1695), dedicadas a Nicolò Berlendi, constituyen el único ejemplo de la producción de Marino en ámbito vocal. Las doce cantatas siguen el esquema convencional de alternancia entre recitativos y arias, la mayoría con el 'da capo'. Los textos poéticos no se atribuyen a ningún autor, versan sobre temas relacionados con el amor ("Amante disperato"), la vanidad femenina ("Bella donna allo specchio") o las historias de personajes de la "Jerusalén libertada" ("Tancredi piangente sopra il sepolcro di Clorinda"). De las "Suonate alla francese a 3… opera quinta" (idem, 1699; reimpresa en Amsterdam, 1700), sólo se conserva la parte del primer violín. Las "Sonate a 3 e a 4 con il basso per l’organo… opera sesta" (Venecia, 1701), dedicada al noble Polo Renier, se componen de seis piezas para dos violines, violonchelo y órgano, y seis para dos violines, viola, cello y órgano. Comparando las sonatas del Op. III con las del Op. VI, estas últimas resultan estructuralmente más estables y equilibradas. Siempre en Venecia, en la imprenta de G. Sala, en 1704 aparecieron las "Sonate a 3 con il basso per l’organo… opera settima, per due violini, violoncello e basso per l’organo", probablemente también destinadas al us eclesiástico y dedicadas al 'conte don Pirro Visconte, Boromeo, Arese grande di Spagna'. Todavía en Venecia, en 1705 fue publicada la última colección dada a la imprenta por Marino: las "Sonate a violino solo col continuo", con dedicatoria al conde Roberto Martinengo;. estas doce sonatas presentan la estructura en cuatro movimientos grave-allegro-largo-allegro, excepto la duodécima, que es un ciaccona en un solo movimiento.

Las sonatas de cuatro movimientos de los Op 3, 6 y 7 son notables por sus elaboradas partes de violonchelo. Diez de ellas incluyen partes de viola y probablemente fueron interpretadas orquestalmente en Santa María Maggiore. Las sonatas de violín sólo Op 8 de Marino (similares a las de Corelli pero sin doble detención) y la sonata de violonchelo manuscrita son bastante más virtuosas que las sonatas para dos violines. Las cantatas solas amorosas (Op 4) son largas, audaces y humorísticas. La música instrumental de Marino fue suficientemente popular como para ser reimpresa en Amsterdam.

En manuscrito se conservan tres conciertos para violín, divididos en cuatro movimientos en la estructura lento-rápido-lento-rápido, y una chacona para teclado. Una sonata para viola, alrededor de 1708, es en realidad la transposición, un doceavo bajo el original, de la Sonata VI para violín del Op. VIII. Es muy probable que el violinista bergamasco Pietro Antonio Locatelli, que en su juventud había estado activo en la basílica de Santa Maria Maggiore en los años en que también se encontraba allí Marino, haya sido su alumno.