Родился 24 апреля в Нижнем Новгороде в дворянской семье с хорошими культурными традициями, исконным демократизмом, где царили любовь и уважение друг к другу.
Окончив частный пансион, поступает в привилегированный Дворянский институт императора Александра II. Отец не одобрял этот выбор, и через некоторое время А. Мариенгоф поступает в обычную гимназию.
Отец оказал определяющее влияние на жизнь, мировоззрение и творчество сына.
По окончании гимназии отправляется в 1916 на фронт и служит в инженерно-строительной дружине. Здесь пишет первую пьесу в стихах "Жмурки Пьеретты", которая имела успех у слушателей.
Об Октябрьской революции узнал в вагоне, когда ехал в отпуск в Пензу. Возвращение сюда совпало с трагедией: во время атаки города чехословацкими батальонами случайной пулей был убит отец. В эти годы начинает всерьез заниматься поэзией, писать стихи. Как позже напишет - "влюбился в метафору", называл ее по-французски - имаж (образ). Позже был организатором (вместе со своим другом И. Старцевым) группы имажинистов. За свой счет напечатали в Пензенской типографии сборник "Исход".
С чемоданом, набитым экземплярами "Исхода", приехал в 1918 к своему дяде, занимавшему должность комиссара водного транспорта, который познакомил его с зав. издательства ВЦИК К. Еремеевым, поддержавшим молодого поэта. В этом издательстве Мариенгоф познакомился с С. Есениным, ставшим его другом. Есенин ввел его в круг молодых поэтов, создавших новое направление в русской поэзии - имажинизм. Сначала поэты собирались в кафе Всероссийского союза поэтов "Домино", с 1919 - в кафе "Стойло Пегаса". Организовали издательство "Имажинисты", где выпустили с 1922 по 1924 четыре номера журнала "Гостиница для путешествующих в прекрасном" и ряд сборников "Имажинисты".
В 1920 выходит его программная работа "Буян-остров. Имажинизм", где пишет: "Одна из целей поэта вызвать у читателя максимум внутреннего напряжения. Как можно глубже вонзить в ладони читательского восприятия занозу образа..." В 1922 выпускает пьесу "Заговор дураков", в 1926 появляются его прозаические произведения - "Роман без вранья", в 1928 - "Циники". Этот роман (вместе с романом Е. Замятина "Мы") был осужден на общем собрании писателей как "антиобщественные проявления в области литературы".
В 1930 Мариенгоф почти не печатается, его постепенно забывают читатели и издатели. Он пытается искать новые формы, обращается к драматургии. Во время войны его приглашают работать на ленинградское радио, где он выступает с чтением своих стихов и поэм о войне.
В 1953 начинает писать свое лучшее прозаическое произведение - "Мой век, моя молодость, мои друзья и подруги" - книгу о своем детстве, юности, выдающихся современниках, с которыми приходилось встречаться и дружить. Несколько раз перерабатывал. Только после смерти, в 1965, книга была напечатана в журнале "Октябрь". В 1988 была опубликована первая редакция книги, переданной когда-то самим писателем в библиотеку им. М.Е. Салтыкова-Щедрина.
Потребность в поэтическом слове Мариенгоф снова ощутил в начале Великой Отечественной войны. В июне 1941-го он приходит на Ленинградское радио и ежедневно пишет баллады (очерки в стихах), тут же звучащие в выпусках "Радиохроники". Вскоре, вместе с Большим драматическим театром, Мариенгоф с женой были эвакуированы в Киров, где прожили около трех лет. Здесь в 1947 году выходят две его книги - "Пять баллад" и "Поэмы войны". Сборники эти оказались последними прижизненными публикациями поэта.
В последние годы увидели свет и другие произведения Мариенгофа: стихи, некоторые пьесы, киноповесть о Ермаке, исторический роман "Екатерина".
Умер А. Мариенгоф в Ленинграде в день своего рождения, 24 апреля 1962.