بدأ استخدام مارهام في أغسطس 1916 كمهبط ليلي لسلاح الجو الملكي. وصل السرب رقم 51 في سبتمبر من ذلك العام لتنفيذ دوريات دفاعية ضد مناطيد زبلين، وأُغلق المطار في عام 1919. بدأ العمل على المحطة الحالية في عام 1935، وافتُتحت في 1 أبريل 1937 كقاعدة لسربين من قاذفات القنابل الثقيلة. في البداية، استخدم السربان طائرات فيري هندون وهاندلي بيج هارو، ثم طائرات فيكرز ويلينغتون ابتداءً من عام 1939. تم توسيع المطار في عام 1942، وانضمت طائرات شورت ستيرلينغ ودي هافيلاند موسكيتو إلى طائرات ويلينغتون.

وصلت طائرات موسكيتو في 29 سبتمبر 1942، عندما انتقلت السرب رقم 105 من هورشام سانت فيث. وانضم إليها السرب رقم 139، وتقاسم سربا المجموعة رقم 2 الطائرات. وفي 6 ديسمبر 1942، شارك السربان في عملية أويستر، وهي هجوم نهاري على مصانع فيليبس في أيندهوفن. وفي 30 يناير 1943، قصفت ثلاث أطقم من السرب رقم 105 مبنى الإذاعة في برلين في تمام الساعة 11:00، بالتزامن مع إلقاء غورينغ خطابه. وتبعتها موجة ثانية من السرب رقم 139 بعد الظهر. وانضم كلا سربي موسكيتو إلى قوة الضربات الليلية الخفيفة التابعة لفرقة باثفايندرز اعتبارًا من 1 يونيو 1943.

في عام ١٩٤٤، أُغلق مطار مارام لإفساح المجال أمام بناء ثلاثة مدارج خرسانية ومناطق توزيع جديدة. بلغ طول المدرج الرئيسي ٩٠٠٠ قدم، وهو طول يتجاوز بكثير الطول القياسي المستخدم في زمن الحرب. يُطلق مركز تراث الطيران التابع لسلاح الجو الملكي البريطاني في مارام على مارام اسم أحد المطارات الأربعة المخصصة لقاذفات القنابل الثقيلة للغاية. وتشير روايات أخرى إلى أن عدد المطارات التي بُنيت وفقًا لهذا التصميم الموسع هو اثنان، أحدهما سكولثورب. في أواخر الأربعينيات، استقبلت المدارج الجديدة طائرات بي-٢٩ سوبرفورتريس وبي-٥٠ التابعة لسلاح الجو الأمريكي، بما في ذلك طائرات تجارب مشروع روبي.

في أوائل خمسينيات القرن العشرين، حلّقت طائرات كانبرا من طراز إنجلش إلكتريك في قاعدة مارام الجوية، وتم بناء مخزن خاص للقنابل الذرية. وصلت قوة فيكرز (V-force) عام ١٩٥٦. أعيد تشكيل السرب رقم ٢١٤ بطائرات فيكرز فاليانت في ٢١ يناير، والسرب رقم ٢٠٧ في ١ أبريل، والسرب رقم ١٤٨ في ١ يوليو. في أبريل من ذلك العام، زار وفد سوفيتي ضم نيكيتا خروتشوف، والمشير بولجانين، والمصمم أ. ن. توبوليف، القاعدة. في سبتمبر وأكتوبر، انتشرت أسراب فاليانت الثلاثة في لوكا، مالطا، للمشاركة في عملية السويس، ثم عادت في نوفمبر وديسمبر.

منذ عام 1957، حملت طائرات فاليانت الردع النووي، وشعار المحطة الذي اختير في ذلك العام عبارة عن ثور أزرق مع شعار "ردع". كما أصبحت مارام مقرًا لعمليات التزود بالوقود جوًا التابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني. بدأت تجارب التزود بالوقود بين طائرات فاليانت في عام 1957، وكان السرب رقم 214 هو وحدة التجارب حتى مايو 1960. وشملت رحلاته القياسية رحلة من مارام إلى نيروبي (4350 ميلًا في 7 ساعات و40 دقيقة) ورحلة من مارام إلى تشانغي (8110 أميال في 15 ساعة و35 دقيقة). في أبريل 1962، أصبح السرب رقم 214 رسميًا وحدة للتزود بالوقود.

انضم السرب رقم 49 إلى أسراب طائرات فاليانت الثلاثة في 26 يونيو 1961. وجلب معه الطائرة XD818، وهي طائرة فاليانت التي أسقطت أول قنبلة هيدروجينية حية على بريطانيا عام 1957. انتهى عصر طائرات فاليانت فجأةً، إذ اكتُشف إجهاد معدني في عوارض الجناح، وفي 11 ديسمبر 1964، تم إيقاف جميع طائرات فاليانت عن الخدمة. سُحب هذا الطراز من الخدمة في نهاية يناير 1965، وتم حل الأسراب الأربعة بين فبراير ومايو من العام نفسه. بقيت الطائرة XD818 في القاعدة حتى عام 1982، ثم نُقلت إلى متحف سلاح الجو الملكي البريطاني.

حلت طائرة هاندلي بيج فيكتور محل طائرة فاليانت. وصل السرب رقم 55 في 24 مايو 1965 بست طائرات تزويد بالوقود من طراز فيكتور BK1A، وتبعه السرب رقم 57 في ديسمبر من العام نفسه. أعيد تشكيل السرب رقم 214 بطائرات تزويد بالوقود ثلاثية النقاط في 1 يوليو 1966. كما استضافت القاعدة مدرسة التزود بالوقود جواً، ومنذ مايو 1970، وحدة التحويل العملياتي رقم 232، التي درّبت أكثر من 1400 من أفراد الطاقم الجوي على طائرة فيكتور Mk1 بحلول يوليو 1974. وبحلول يونيو 1976، كان كلا السربين ووحدة التحويل يطيرون بطائرة فيكتور K2.

في أبريل 1982، انتشرت طائرات فيكتور في جزيرة أسنسيون للمشاركة في حرب الفوكلاند. تشير المصادر إلى أن حجم القوة يتراوح بين 14 و17 طائرة: يصف متحف الحرب الإمبراطوري مفرزة من 17 طائرة من السربين 55 و57، بينما تشير إحصاءات أخرى إلى وجود 14 طائرة في أسنسيون بحلول نهاية أبريل. بالنسبة لعملية "بلاك باك 1"، في الفترة من 30 أبريل إلى 1 مايو، تُظهر الخطة الموجودة في متحف سلاح الجو الملكي 18 طلعة جوية للتزود بالوقود. وتشير روايات أخرى إلى 15 طلعة جوية لطائرات فيكتور مع 18 عملية تزود بالوقود. حلّقت طائرة فيكتور XH672 كطائرة التزود بالوقود الرئيسية، "الطائرة الحمراء الأولى".

قامت طائرات فيكتور أيضًا بمهام استطلاع راداري بحري وتزويد طائرات نمرود وهيركوليز وهاريير وفانتوم بالوقود. خلال حرب الخليج عام 1991، انطلقت طائرات فيكتور من قاعدة مارهم الجوية من المحرق في البحرين. وكانت الطائرة XH672، المطلية باسم "ماريان العذراء"، الطائرة الأكثر مشاركة في عمليات التزويد بالوقود، حيث نفذت 52 مهمة. تم حل السرب رقم 55، آخر وحدة من طائرات فيكتور، في مارهم في 15 أكتوبر 1993. وكانت آخر رحلة رسمية لطائرة فيكتور إلى قاعدة سلاح الجو الملكي البريطاني في شوبري في 30 نوفمبر 1993.

بدأ العمل على 24 ملجأً محصنًا للطائرات عام 1977، ووصلت أول طائرة تورنادو GR1 عام 1982. أُعيد تشكيل السرب رقم 617 كأول وحدة تورنادو في مارام. يُصنّف تاريخ السرب التابع لسلاح الجو الملكي البريطاني هذا الحدث ضمن عام 1982، بينما تُؤرّخ روايات أخرى إعادة التشكيل إلى 1 يناير 1983. تبعه السرب رقم 27. استمرت طائرات كانبرا في الخدمة جنبًا إلى جنب مع طائرات تورنادو: السرب رقم 100 حتى عام 1982، وطائرات كانبرا للاستطلاع الجوي حتى عام 2006.

انتشرت طائرات تورنادو في الخليج عام 1990 ضمن عملية غرانبي. انطلقت ستون طائرة من طراز GR1 من السعودية والبحرين، وشارك السرب رقم 617 في العملية. في الليلة الأولى، 17 يناير 1991، أُسقطت طائرة قائد الجناح نايجل إلسدون، قائد السرب رقم 27 من مارهم، والملازم أول ماكس كولير، وقُتلا. بحلول عام 2003، كان السرب رقم 9 (ب) يُشغّل طائرات تورنادو GR4 من مارهم. وفي 19-20 مارس 2011، نفّذت طائراته رحلات ذهابًا وإيابًا لمسافة 3000 ميل لضرب ليبيا بصواريخ ستورم شادو ضمن عملية إيلامي.

منذ عام ٢٠١٤، حلّقت طائرات تورنادو التابعة لقاعدة مرهم الجوية ضد تنظيم داعش فوق العراق وسوريا انطلاقاً من قاعدة أكروتيري الجوية الملكية في قبرص، ضمن عملية شادر. عادت القوات إلى مرهم في ٥ فبراير ٢٠١٩ بعد أربع سنوات ونصف من الخدمة المتواصلة، وأحال سلاح الجو الملكي البريطاني طائرات تورنادو إلى التقاعد في نهاية مارس ٢٠١٩. وكانت مرهم أيضاً بمثابة القاعدة الهندسية لطائرات تورنادو، حيث أدارت شركة بي إيه إي سيستمز مرفقاً مشتركاً للصيانة والتحديث في القاعدة بموجب عقد صيانة طائرات تورنادو.

في عام ٢٠١٣، تم اختيار مارهم لتكون القاعدة التشغيلية الوحيدة لطائرات إف-٣٥ بي لايتنينغ البريطانية. وتتباين الأرقام المنشورة لبرنامج البناء. فقد أشار إعلان حكومي في عام ٢٠١٥ إلى تخصيص أكثر من ٣٠٠ مليون جنيه إسترليني، بينما ذكرت تقارير أخرى ٢٥٠ مليون جنيه إسترليني، وقُدّرت تكلفة أعمال مشروع أنفيل بـ ٥٠٠ مليون جنيه إسترليني. وفي يونيو ٢٠١٧، تم توقيع عقد بقيمة ١٣٥ مليون جنيه إسترليني لإنشاء حظيرة طائرات تتسع لـ ١٢ طائرة إف-٣٥ بي، وإعادة تسوية المدرج، وإنشاء منصات هبوط عمودية. وأُغلق المدرج الرئيسي لمدة ثلاثة أسابيع في سبتمبر ٢٠١٧ لإعادة تسوية سطحه.

تُدار هذه القوة بشكل مشترك بين سلاح الجو الملكي والبحرية الملكية. السرب رقم 617 هو وحدة الخطوط الأمامية التابعة لسلاح الجو الملكي، بينما السرب رقم 207 هو وحدة التحويل المشتركة لطياري كلا الفرعين. أما السرب 809 التابع للبحرية الملكية فهو سرب تابع لها، وقد أُعيد تشكيله في مارهم في 5 ديسمبر 2023 كسرب ثانٍ للخطوط الأمامية من طراز F-35B، ويؤكد سلاح الجو الملكي أن أفراده ينتمون بالتساوي إلى كلا الفرعين. ويتولى مقر قيادة قوة لايتنينغ، الموجود أيضاً في مارهم، إدارة البرنامج بأكمله.

أفاد مكتب التدقيق الوطني في عام 2025 بأن مركز التدريب (بتكلفة 81 مليون جنيه إسترليني)، ومرفق الصيانة والتشطيب (بتكلفة 94 مليون جنيه إسترليني)، ومركز عمليات لايتنينغ (بتكلفة 29 مليون جنيه إسترليني) كانت قيد الاستخدام. وتأخرت مشاريع أخرى. فمرفق تقييم التوقيعات، الذي تبلغ تكلفته 151 مليون جنيه إسترليني، والمقرر افتتاحه في عام 2021، لن يُفتتح قبل ثلاثينيات القرن الحالي؛ وقد حددت لجنة الحسابات العامة عام 2032 موعدًا لذلك. ولا يزال السرب الجوي البحري 809 يعمل من كبائن مؤقتة، ومن المتوقع الآن افتتاح مرافقه الدائمة في عام 2029. وأبلغ الموظفون لجنة الحسابات العامة أن أماكن الإقامة في المحطة "رثة".

تُقلع طائرات إف-35 بي من نورفولك، ولكنها مصممة للعمليات على حاملات الطائرات. في يونيو 2020، حمّل السرب رقم 617 طائرات لايتنينغ العملياتية على متن حاملة الطائرات إتش إم إس كوين إليزابيث لأول مرة. وفي سبتمبر 2020، عادت الطائرات إلى متن الحاملة استعدادًا لمجموعة حاملات الطائرات الضاربة 21، وهي أول مهمة عملياتية لها. وفي 23 يونيو 2021، كانت على متن الحاملة 18 طائرة إف-35 بي تابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني وسلاح مشاة البحرية الأمريكية، ونفذت طائراتها أولى مهامها القتالية ضد تنظيم داعش.

قال قائد الجناح الجوي لحاملة الطائرات، الكابتن جيمس بلاكمور من البحرية الملكية، إنها عودة البحرية الملكية إلى الضربات البحرية لأول مرة منذ ليبيا قبل عقد من الزمن. وأضاف أنها أول مهمة قتالية لطائرات أمريكية من حاملة طائرات أجنبية منذ مهمة حاملة الطائرات إتش إم إس فيكتوريوس عام 1943. وقد أسفر هذا الانتشار عن خسارة، ففي 17 نوفمبر/تشرين الثاني 2021، تحطمت طائرة من طراز إف-35 بي تابعة للسرب رقم 617 أثناء إقلاعها من حاملة الطائرات إتش إم إس كوين إليزابيث بسبب ترك غطاء مدخل المحرك في مكانه.

في عام ٢٠٢٥، أبحر السربان الجويان البحريان ٨٠٩ و٦١٧ على متن حاملة الطائرات "إتش إم إس برينس أوف ويلز" في عملية "هايماست"، وهي مهمة استمرت ثمانية أشهر في البحر الأبيض المتوسط والشرق الأوسط ومنطقة المحيطين الهندي والهادئ. وفي نوفمبر من العام نفسه، كان على متنها ٢٤ طائرة مقاتلة بريطانية من طراز إف-٣٥ بي، وهو رقم قياسي لهذه الفئة. وأعلنت البحرية الملكية جاهزية حاملة الطائرات للعمليات الهجومية بكامل طاقتها في ١٧ نوفمبر. وأشار مكتب التدقيق الوطني إلى أن تحقيق هذا الهدف استلزم استعارة طائرات وأفراد من سرب التدريب.