Ramsay og Webb mødtes til en fest i gymnasiet og begyndte at spille musik sammen kort efter. De rekrutterede Casselman, som var en ven af Ramsay fra kirken, til at slutte sig til bandet i 2002. Johnston sluttede sig til bandet i 2004, efter at Ramsay så hende optræde til en lokal åben mikrofonaften.
Bandet udgav deres debutalbum, Fix Me, i 2006. Albummet var en kommerciel succes og nåede nummer et på den canadiske albumliste. Bandet har udgivet yderligere fire studiealbum siden da:Masterpiece (2009), Ever After (2011), Astoria (2015) og Phantoms (2019).
Marianas Trench har vundet adskillige priser, herunder tre Juno Awards og to MuchMusic Video Awards. Bandet er også blevet nomineret til en Grammy Award.
Bandets navn kommer fra Mariana Trench, det dybeste punkt i jordens oceaner. Ramsay sagde, at han valgte navnet, fordi det repræsenterede bandets mål om at "række ud efter stjernerne og altid presse os selv til grænsen."