1254년 이탈리아 베네치아의 유명한 상인 집안에서 태어났다. 1271년 아버지 니콜로 폴로와 숙부 마페오 폴로를 따라 동방 여행을 떠났다. 3년 후인 1274년 중국 원나라에 도착해 그는 빠른 시간 동안 언어를 익히고 새로운 환경에 적응했다. 17년 동안 중국에 머물면서 쿠빌라이 칸에게 능력을 인정받아 관직에 올라 전국 각지를 여행했다. 1291년 이란의 몽골왕조인 일 칸국의 군주 아르곤 왕이 죽은 왕비를 대신할 같은 혈통의 왕녀를 보내달라면서 세 명의 사신을 보냈다. 이에 쿠빌라이 칸은 코가틴이라는 여인을 찾아주어 데리고 떠나도록 했는데 이때 마르코 폴로 일행이 안내자로 뽑혀 겨우 원나라를 떠날 수 있게 되었다. 1295년 고향 베네치아에 도착했다. 돌아온 지 1년쯤 지나 베네치아와 제노바가 지중해 해상권을 두고 전쟁을 일으켰는데 그는 베네치아의 해군으로 참전했다. 그런데 포로가 되어 감옥에 갇혔고 그곳에서 피사의 작가 루스티켈로를 운명적으로 만났다. 이때 25여 년간의 여정과 자신의 경험을 그에게 받아쓰게 했으며, 1299년 『동방견문록』이 완성되었다.
1324년 1월 8일에 마르코 폴로는 세상을 떠났다. 사망하기 직전, 친구들은 책에서 거짓으로 서술한 부분을 말하고 잘못을 뉘우치기를 바랐으나 마르코 폴로는 “나는 내가 보고 들은 것의 반도 이야기하지 못했네!”라고 대답했다고 한다.