ชิเงรุ มิยาโมโตะ ได้สร้างตัวละครมาริโอขึ้นขณะกำลังพัฒนาเกม ดองกีคอง (Donkey Kong) เพื่อพยายามที่จะสร้างวิดีโอเกมที่ขายดีที่สุดให้กับบริษัทนินเทนโด หลังจากเกมประเภทเกมตู้ก่อนหน้านี้ที่ชื่อ Sheriff ไม่ประสบความสำเร็จอย่างเกม Pac-Man เมื่อแรกเริ่มนั้น มิยาโมโตะอยากสร้างวิดีโอเกมโดยใช้ตัวละคร ป๊อปอาย (Popeye) บลูโต (Bluto) และโอลีฟ ออยล์ (Olive Oyl)[2] แต่ในเวลานั้น เขาไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้ตัวละครเหล่านี้ (และไม่ได้รับอนุญาตจนถึง ค.ศ. 1982) เขาจึงตัดสินใจคิดทำตัวละครชื่อ จัมป์แมน (Jumpman) (หรือในเวลาต่อมาเป็นที่รู้จักกันดีว่า มาริโอ) ดองกี้คอง (Donkey Kong) และ พอลีน (Pauline)[2] โดยในด่านแรก ๆ ของเกมดองกีคองก์ มาริโอยังกระโดดไม่ได้ และมุ่งเป้าไปที่การหาทางออกจากเขาวงกตให้ได้ อย่างไรก็ดี มิยาโมโตะทำให้มาริโอกระโดดได้ พร้อมกล่าวว่า “ถ้าคุณเจอลังไม้กลิ้งมาหาคุณ คุณจะทำอย่างไรดี”[3][4]

เดิมที มิยาโมโตะเคยตั้งชื่อมาริโอว่า "มิสเตอร์วิดีโอ" (Mr.Video) และถูกนำมาใช้ในทุกวิดีโอที่มิยาโมโตะพัฒนา[5] จากเรื่องเล่าที่แพร่กระจายไปอย่างกว้างขวาง ในระหว่างการจำหน่ายเกมดองกีคองให้ลูกค้าในอเมริกาเหนือ เจ้าของพื้นที่คลังเก็บสินค้าของนินเทนโดที่ชื่อ มาริโอ ซีเกล ได้เรียกค่าเช่ากับมิโนรุ อาราคาวะ ผู้ซึ่งเป็นประธานบริษัทในเวลาต่อมา หลังจากการโต้เถียงที่ในที่สุดพนักงานของนินเทนโดก็รับปากซีเกลว่าจะจ่ายค่าเช่าให้ พวกเขาจึงเลือกที่จะตั้งชื่อตัวละครนี้ว่า มาริโอ ตามชื่อของเขา[6][7]

มิยาโมโตะให้ความเห็นว่าถ้าเขาตั้งชื่อมาริโอว่า "มิสเตอร์วิดีโอ" มาริโออาจจะ "หายสาปสูญไปจากโลกนี้" แล้ว ด้วยความตั้งใจของเขา เขาเลือกอาชีพของมาริโอให้เหมาะกับรูปแบบของเกม เนื่องจากฉากในเกมดองกีคองก์เป็นเขตการก่อสร้าง มาริโอจึงมีอาชีพเป็นช่างไม้ เมื่อเขาปรากฏตัวอีกครั้งในเกมมาริโอบราเธอร์ส เขาได้รับเลือกให้เป็นช่างประปา เนื่องจากเกมส่วนใหญ่เป็นฉากใต้ดิน ในการออกแบบตัวละครมาริโอ โดยเฉพาะจมูกโตของเขานั้น ถูกวาดตามแบบจากอิทธิพลชาวตะวันตก เมื่อเขาได้เป็นช่างประปา มิยาโมโตะตัดสินใจกำหนดให้เขาอยู่ในนครนิวยอร์ก และให้เขาเป็นชาวอิตาลี โดยจงใจบ่งบอกสัญชาติผ่านหนวดเคราของเขา ในแหล่งอื่น มีการเลือกอาชีพของมาริโอให้เป็นช่างไม้เพื่อพรรณนาตัวละครให้เป็นคนทำงานหนักและเพื่อให้ผู้เล่นระบุถึงตัวเขาได้ง่าย หลังจากเพื่อนร่วมงานชี้ว่ามาริโอดูคล้ายคลึงกับช่างประปามากกว่า มาริโอจึงเปลี่ยนอาชีพของมาริโอตามนั้นและพัฒนาเกมมาริโอบราเธอร์ส โดยนำเสนอตัวละครในท่อระบายน้ำของนครนิวยอร์ก

เนื่องจากข้อจำกัดด้านกราฟิกของฮาร์ดแวร์อาเคดขณะนั้น มิยาโมโตะจึงใส่เสื้อให้มาริโอเป็นชุดคลุมสีแดงและเสื้อเชิ้ตสีฟ้าให้ขัดกันเองและขัดกับพื้นหลัง หมวกแก๊ปสีแดงถูกเพิ่มเข้าไปเพื่อให้มิยาโมโตะไม่ต้องออกแบบทรงผม หน้าผาก และคิ้ว รวมถึงเพื่อเลี่ยงปัญหาการเคลื่อนไหวของทรงผมในขณะกระโดด[2][8] เพื่อให้เขาดูเป็นมนุษย์อยู่ในจอทั้งๆ ที่ตัวเล็ก มาริโอจึงมีคุณลักษณะที่แตกต่างชัดเจน นั่นคือจมูกใหญ่อันโดดเด่นและหนวดเครา เพื่อหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการวาดปากและสีหน้าให้กับตัวละครตัวเล็กๆบนจอ[9]

มิยาโมโตะพัฒนามาริโอด้วยแนวคิดในการใช้เขาเป็นตัวละคร "เดินไปยัง" (go to) ที่สามารถนำไปใส่ไว้ในฉากใดก็ได้ตามต้องการ แม้ในฉากความคิดก็ตาม เพราะขณะนั้น มิยาโมโตะไม่ได้คาดหวังให้มาริโอเป็นที่นิยม[5] เพื่อให้เป็นอย่างนั้น แรกเริ่มเขาเรียกตัวละครนี้ว่า "มิสเตอร์วิดีโอ" เทียบกับความตั้งใจที่จะให้มาริโอปรากฏในฉากความคิดที่สร้างโดยอัลเฟรด ฮิตช์ค็อก ในภาพยนตร์ของฮิตช์ค็อกเอง[10] เมื่อเวลาผ่านไป[11] การปรากฏตัวของมาริโอเริ่มมีรายละเอียดชัดเจนมากขึ้น โดยมีการเพิ่มถุงมือสีขาว รองเท้าสีน้ำตาล และตัวอักษร M สีแดงในวงกลมสีขาวบนด้านหน้าของหมวก และกระดุมสีทองบนชุดคลุม สีของเสื้อและชุดคลุมเคยสลับจากเสื้อเชิ้ตสีฟ้ากับชุดคลุมสีแดงเป็นเสื้อเชิ้ตสีแดงและชุดคลุมสีฟ้า มิยาโมโตะระบุว่ากระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นผลจากทีมงานและฝ่ายศิลป์ของแต่ละเกมรวมถึงความก้าวหน้าในเทคโนโลยีในตามเวลาที่ผ่านไป นินเทนโดไม่เคยเปิดเผยชื่อเต็มของมาริโอ กล่าวเพียงว่าไม่ใช่ "มาริโอ มาริโอ" แม้ว่าจะมีการบอกเป็นนัยๆในชื่อซีรีส์มาริโอบราเธอร์ส ในซูเปอร์มาริโอบราเธอร์ส ภาพยนตร์ และข้อมูลที่เคยให้ไว้ในคู่มือเกม มาริโอแอนด์ลุยจิ: ซูเปอร์สตาร์ซาก้า ของพรีมา[12]