Luca Marenzio nasceu em Coccaglio, próximo de Bréscia (Itália), em 1553. Nada se sabe acerca das suas origens e da sua juventude. É provável que tenha estudado em Roma, mas desconhece-se com quem. Os mestres espiriruais parecem ter sido Ingegneri e a.Gabrielli. Entre 1579 e 1586, esteve em Roma a serviço do cardeal de Este, irmão do duque de Ferrara. É provável que tivesse acompanhado o cardeal nas suas numerosas viagens a Ferrara, onde teria convivido com Torquato Tasso.

Entre 1588 e 1590, esteve na corte dos Médicis, em Florença; deu-se com os músicos da Camerata Bardi e compôs 6 notáveis intermezzos para o casamento de Fernando de Médicis. Depois, ficou algum tempo ao serviço de Vriginio Orsini e, em seguida, passou três anos na corte da Polônia. Em 1595, o inglês Dowland foi seu hóspede e aluno em Roma. A contrário da maioria dos músicos do seu tempo, não parece ter desempenhado quaisquer funções em igreja (devido talvez, à antipatia de Palestrina). Marenzio morreu um ano depois do seu regresso da Polônia, em Roma, nos jardins da Villa Médicis, em 22 de agosto de 1599.