Vēstures avotos Mārciena kā Castrum Marxne pirmo reizi minēta jau 1213. gadā. Mūsdienu apdzīvotā vieta izveidojusies pie bijušās Mārcienas muižas(Martzen) centra, kura saimniecisko attīstību veicināja Valkas—Pļaviņu dzelzceļa līnijas atklāšana 1903. gadā.
Pēc Pirmā pasaules kara Mārcienā darbojās Valsts linu izmēģināšanas stacija un linu apstrādāšanas fabrika.[4] Pēc Otrā pasaules kara izveidoja kolhoza «Zelta druva» ciematu[5] un 1957. gadā pie Mārcienas muižas uzbūvēja Padomju armijas kara bāzi, kurā vēlāk izveidoja slepenu bezpilota lidmašīnu vadības centru (krievu: Центр беспилотных самолётов-разведчиков (БСР)).[6]
1964. gadā bijušās linu fabrikas telpās atvēra Rīgas ķīmiskās fabrikas “Aerosols” cehu.