ปี พ.ศ. 2133 ก่อนที่โทกูงาวะ อิเอยาซุ จะเข้าพำนักในปราสาทเอโดะ บริเวณที่เป็นย่านมารูโนอูจิในปัจจุบันเป็นเวิ้งเล็ก ๆ ริมอ่าวเอโดะ (หรืออ่าวโตเกียวในปัจจุบัน) มีชื่อเรียกว่า ฮิบิยะ ต่อมามีการขยายอาณาเขตของปราสาท จึงเริ่มมีการถมพื้นที่บริเวณนี้ตั้งแต่ปี 1592 มีการขุดคูชั้นนอกขึ้นใหม่ และคูสายเดิมก็กลายเป็นคูชั้นใน บริเวณนี้ถูกเรียกว่า โอกูรูวาอูจิ (บริเวณที่ถูกปิดล้อม) เหล่าไดเมียวหรือขุนนางได้สร้างที่พำนักขึ้นในบริเวณนี้ จึงมีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ไดเมียวโกจิ (ย่านของไดเมียว)

หลังจากการปฏิวัติยุคเมจิ มารูโนอูจิตกอยู่ภายใต้การควบคุมของรัฐบาลแห่งชาติ มีการสร้างค่ายทหารและลานสวนสนามสำหรับกองทัพขึ้น ต่อมาในปี พ.ศ. 2433 อิวาซากิ ยาโนซูเกะ น้องชายของผู้ก่อตั้งบริษัทมิตซูบิชิ ได้ซื้อที่ดินบริเวณนี้ในราคา 1.5 ล้านเยน แล้วสร้างบริษัทขึ้น จนปัจจุบันนี้ พื้นที่หลายส่วนในมารูโนอูจิยังเป็นของบริษัทมิตซูบิชิ และมีสำนักงานใหญ่ของบริษัทในเครือมิตซูบิชิตั้งอยู่มากมาย

ปี พ.ศ. 2437 ฝ่ายบริหารกรุงโตเกียวได้สร้างสำนักงานขึ้นในพื้นที่ของโคจิฮัง ต่อมาในปี พ.ศ. 2534 ได้ย้ายสำนักงานไปยังที่ตั้งปัจจุบันในเขตชินจูกุ ในย่านมารูโนอูจินี้ ยังมีสถานีรถไฟโตเกียว ซึ่งเปิดในปี พ.ศ. 2457 และตึกมารูโนอูจิ เปิดในปี พ.ศ. 2466