В конце 1950-х Марли, как и многие другие ямайские провинциалы, перебрался вместе с матерью в столицу Ямайки Кингстон, где поселился в бедном районе Тренчтаун. Там он познакомился с Невиллом Ливингстоном по прозвищу Банни, с которым и начал делать свои первые шаги в музыке. После окончания школы Марли устроился работать сварщиком, а в свободное время совершенствовал свои музыкальные навыки. Помощь в этом ему оказал известный ямайский музыкант Джо Хиггс, дававший Марли и Банни бесплатные уроки вокала. Вскоре состоялось знакомство с Питером Макинтошем, который позже станет известен как Питер Тош.

В 16 лет Боб Марли дебютировал с синглом «Judge Not», который написал вместе с Джо Хиггсом. В 1963 году при помощи того же Хиггса Боб Марли организовал вокальную группу The Wailers, в которую, помимо него, вошли Питер Тош, Банни Ливингстон, Джуниор Брейтуэйт, Черри Грин и Беверли Келсо. Первый же сингл группы «Simmer Down» (1964) возглавил хит-парад Ямайки и разошелся тиражом более чем 80 тысяч экземпляров. В 1965 году The Wailers сократили состав до трио и, несмотря на успех песен (например, «Rude Boy» вошла в местный «Тор 10»), в 1966 году распались.

Некоторое время Боб Марли работал подсобным рабочим на автомобильном заводе в США, куда переехала его мать, но вскоре вернулся на Ямайку и воссоздал The Wailers. Группа работала в самых разных жанрах — ска, калипсо, фьюжн, но за пределы острова ее популярность не распространялась. В 1971 году музыканты организовали собственную фирму грамзаписи «Tuff Gong», но и это предприятие успеха не имело.

Однако в конце 1971 года Боб Марли подписал контракт с американским певцом Джонни Нэшем и написал для него две песни, ставшие хитами: «Guava Jelly» и «Stir It Up». В 1972 году «The Wailers» наконец получили контракт с международной фирмой Island Records и выпустили альбом «Catch A Fire», ставший их первой продукцией, которая вышла за пределы Ямайки. Популярность группы росла, и во многом музыкантам помог Эрик Клэптон, который включил в свой альбом композицию The Wailers «I Shot The Sheriff», ставшую в его исполнении международным хитом. В 1973 году группа предприняла гастроли по США. Вскоре Тош и Ливингстон покинули группу, начав сольную карьеру.

В июле 1977 года у Марли была обнаружена злокачественная меланома на большом пальце ноги (появившаяся там вследствие футбольной травмы). Он отказался от ампутации, мотивируя это боязнью потерять возможность танцевать, кроме того, растафари верят, что тело должно оставаться «целым»:

Раста не приемлет ампутации. Я не допускаю, чтобы человека разбирали на запчасти.

В 1980 году Марли выступил в Зимбабве, получившей в том году независимость от Великобритании: к тому времени Марли был символом негритянского единства, особенно в бывших колониальных странах. Следом прошли успешные гастроли по Германии. Однако намеченное американское турне было отменено, когда, проведя два концерта в Мэдисон-Сквер-Гарден, певец потерял сознание во время пробежки в центральном парке Нью-Йорка. Боб Марли прошел курс лечения в Мюнхене у специалиста по раковым заболеваниям Джозефа Исселса, но безрезультатно.

4 мая 1980 года Боб Марли крестился в Эфиопской православной церкви в Кингстоне и взял имя Берхане Селласие (на амхарском языке — Свет Святой Троицы). Затем он был награждён Ямайским Орденом Почёта. Боб Марли желал провести свои последние дни на Ямайке, но из-за состояния здоровья перелёт пришлось прервать в Майами, Флорида. Несмотря на интенсивное лечение, 11 мая 1981 года Боб Марли скончался в больнице.

Последними словами, сказанными им сыну, были: «Money can’t buy life» (русск. Жизнь за деньги не купишь). Боб Марли был похоронен на Ямайке. Его похороны прошли по канонам Эфиопской православной церкви, при соблюдении традиций растафарианства. В склепе рядом с ним покоятся гитара «Gibson Les Paul», футбольный мяч, свёрток марихуаны, библия и кольцо, которое он носил постоянно (подарок эфиопского принца, старшего сына Хайле Селассие I).