Анатолий Борисович Мариенгоф родился (24 июня) 6 июля 1897 года в Нижнем Новгороде.
В молодости его родители были актерами, играли в провинции, и хотя потом оставили сцену, страсть к театру и увлеченность литературой передались сыну. Стихи он начал писать еще с отрочества. Больше других поэтов любил тогда Блока. Ему было 16, когда умерла мать, и семья переехала в Пензу. Здесь в 1914 году Анатолий издает журнал «Мираж», заполняя его более чем наполовину собственными стихами, рассказами, статьями.
В 1916 году Мариенгоф поступает на юридический факультет Московского университета и сразу же идет на военную службу. В дни Октябрьской революции Мариенгоф возвращается в Пензу и с головой уходит в литературу: создает поэтический кружок, в 1918 году печатает первую книжку стихов — «Витрина сердца».
Летом белые чехословаки входят в город, и случайная пуля убивает отца. Поэт уезжает в Москву. Поступает литературным секретарем в издательство ВЦИК. Вскоре происходит его встреча с Сергеем Есениным, имевшая существенное значение в судьбах обоих. Потом он знакомится с Шершеневичем и Ивневым. Так оформляется группа имажинистов.
В 1919-1922 годах в издательстве «Имажинисты» выходит семь стихотворных сборников Мариенгофа. Поэт приобретает известность. Критики спорят о его творчестве, оценки даются взаимоисключающие.
Тесная дружба, связывающая Мариенгофа с Есениным, переплетает их биографии — осенью 1919 года они поселяются вместе и на несколько лет становятся почти неразлучны. Расхождение между друзьями, наступившее в конце 1923 года, послужило после смерти Есенина поводом для несправедливых упреков в адрес Мариенгофа, который якобы оказывал на Есенина отрицательное влияние. Однако близкие друзья обоих свидетельствовали об обратном.
В 1924—1925 годах Мариенгоф работал заведующим сценарным отделом «Пролеткино», а также писал киносценарии.
В 1928 году он вместе со своей супругой — артисткой Камерного театра Анной Никритиной, которая получила работу в Большом драматическом театре,— переехал в Ленинград, где прожил до конца жизни. Только в годы Великой Отечественной войны вместе с женой был эвакуирован в Киров, где прожил около трех лет.
Мариенгоф написал более десяти больших пьес и множество скетчей, несколько прозаических произведений, около десяти сценариев.
24 июня 1962 года Анатолий Борисович Мариенгоф умер в Ленинграде (ныне — Санкт-Петербург), похоронен на Богословском кладбище.
