Robert (Bob) Nesta Marley werd geboren op Jamaica in het dorpje Nine Miles op 6 februari 1945 in het huisje van zijn grootouders. Hij was de zoon van een 18-jarig donker Afrikaans meisje, Cedella Booker, en de 50-jarige blanke kapitein uit het Britse leger, Norval Marley, met wie Bob overigens weinig contacten heeft gehad. Norval Marley overleed toen Bob tien jaar oud was. Tijdens zijn leven was Norval Marley belast met het toezicht namens de Britse overheid op de landbouw op Jamaica en was daardoor veel van huis.

Hoewel Bob een zogenaamde 'half-caste' was, ontbrak het hem niet aan vrienden. Dat was mede te danken aan het feit dat er vele soortgenoten op Jamaica te vinden waren, waardoor hij niet in een uitzonderingspositie verkeerde. Zijn meegaande en zachte karakter maakte hem in brede kring geliefd.

Het was een goede leerling op school, maar dat is er nooit echt uitgekomen, zijn voorkeur ging uit naar voetballen. Hij beoefende die sport niet onverdienstelijk en had waarschijnlijk ook profvoetballer kunnen worden. Hij maakte echter liever muziek en al op 11-jarige leeftijd, nadat zijn moeder in 1956 naar de sloppenwijk Trenchtown in Kingston was verhuisd, musiceerde hij al op straat met een zelfgemaakte gitaar.

In 1962 nam Marley zijn eerste single op maar het duurde tot 1964 voordat hij met The Wailers het eerste succes boekte. De groep was ontstaan uit musicerende buurtgenoten, aanvankelijk 'Wailing Rudeboys' genaamd, later 'The Wailing Wailers' en uiteindelijk 'The Wailers' die met het nummer 'Simmer down', gebaseerd op ska dansmuziek, het eerste grote succes boekten.

In 1966 trouwde Bob Marley met Rita Anderson en een jaar later werd hun eerste kind geboren. Samen kregen ze drie kinderen, maar twee kinderen uit een eerder huwelijk van Rita werden door hem geadopteerd. In totaal had Bob Marley overigens twaalf kinderen, zeven jongens en vijf meisjes. De overige zeven kinderen kreeg hij bij diverse vrouwen.

In hetzelfde jaar 1966 ontstond groot ongenoegen tussen The Wailers en hun producent over financiële kwesties en vanaf 1967 werden alle nummers onder een eigen label geproduceerd. Na zijn huwelijk met Rita Anderson richtte hij zich, vooral op haar aandringen, op de Rastafari beweging en hij keerde de christelijke kerk de rug toe. Hij werd een icoon van de beweging waarvan de Ethiopische keizer Haile Selassie de voorman was. Inmiddels had de band zich volledig op reggaemuziek gericht.

In 1972 kregen The Wailers een platencontract van en Britse maatschappij aangeboden en ze keerden terug naar Jamaica om het album daar op te nemen. In 1973 verscheen het album Burnin' en in hetzelfde jaar verlieten twee belangrijke muzikanten The Wailers om een solo carrière te beginnen: Peter Tosh en Bunny Livingston. Daarmee kwam de mogelijkheid vrij om een eigen label op de markt te brengen. Het werd Tuff Gong.

Vanaf 1974 werkte Marley met een achtergrondkoor dat werd gevormd door zijn vrouw Rita (die ook zelf diverse platen opnam, onder andere postuum met haar overleden man), Marcia Griffiths en Judy Mowatt die binnen de band een eigen naam voerden: 'The i Threes'. Bob's band kreeg ook een andere naam: 'Bob Marley and The Wailers'.

Marley's ster steeg razendsnel en in 1976 was er sprake van een wereldwijde reggae hausse. In december van dat jaar werd, waarschijnlijk om politieke redenen, een aanslag op Marley en zijn familie gepleegd, waarbij hij diverse schotwonden opliep. Marley verliet Jamaica en vestigde zich in Londen, waar ook diverse succesalbums werden opgenomen. Enkele nummers van de albums verwijzen naar de aanslag op Marley. In 1978 keerde Marley weer terug naar Jamaica voor een verzoeningsconcert tussen de belangrijkste politieke partijen op Jamaica.

In het najaar van 1978 kwam één van Marley's dromen uit: een eigen opnamestudio welke werd gevestigd in zijn woonhuis in Kingston. De studio ging Tuff Gong Studio heten. Tijdens een partijtje voetbal voor zijn huis liep Marley in 1977 een blessure aan zijn teen op, tenminste dat dacht hij. In werkelijkheid was het een gevolg van een melanoom (huidkanker). De teen zou geamputeerd moeten worden, maar de overtuiging van Marley liet dat niet toe (hij liep ook nog steeds rond met een kogel in zijn lichaam, die daar was achtergebleven na de aanslag in 1976). De kanker woekerde voort in zijn maag, zijn longen en zijn hersenen. Op 21 september 1980 stortte Bob in tijdens het joggen in het Central Park in New York. Artsen constateerden een hersentumor en voorspelden dat hij nog slechts korte tijd (hooguit een maand) te leven had. Hoewel zijn vrouw aandrong op terugkeer naar Jamaica wilde hij zelf de tournee afmaken. Op 23 september 1980 gaf hij zijn laatste concert in Pittsburgh.

Kort daarna bekeerde hij zich weer tot het christendom. Hij werd in Kingston gedoopt door de aartsbisschop van de Ethiopisch-orthodoxe kerk en kreeg de naam Berhane Selassi. Hij reisde daarna naar Duitsland voor behandeling, maar deze had nauwelijks effect. In mei 1981 keerde hij terug naar Jamaica, maar strandde door zijn slechte gezondheid in Miami, waar hij op 11 mei 1981 in het Cedars of Lebanon Hospital (University of Miami Hospital) overleed.

Op de top van een heuvel in Nine Mile, Marley's geboortedorp, is een kapel gebouwd waarin het lichaam van Marley is bijgezet. Ook de stoffelijke resten van zijn halfbroer Anthony (Booker, de meisjesnaam van zijn moeder), op 19 februari 1990 doodgeschoten tijdens een bende-oorlog in Miami, bevinden zich daar. Deze plaats was oorspronkelijk bestemd voor Bob Marley's moeder, die deze plaats aan haar zoon afstond. Cedella Marley-Booker overleed op 8 april 2008 en ligt begraven nabij het mausoleum.

Zowel zijn huis in Kingston, sinds 11 mei 1986 ingericht als Bob Marley museum, als zijn graf gelden als bedevaartplaatsen voor de rastafari. Het Bob Marley museum wordt tijdens vele excursies over Jamaica aangedaan. Elke liefhebber van reggaemuziek wil het woonhuis van Marley in Kingston bezocht hebben. Ook zijn huis in Londen werd in 2006 als Brits nationaal erfgoed aangewezen.

Bob Marley ontving tientallen onderscheidingen voor zijn inzet tegen rassenongelijkheid zowel tijdens zijn leven als na zijn dood.

Overal op Jamaica zijn er zaken die aan Bob Marley herinneren. Vele restaurants dragen de naam van een van zijn succesnummers.