1993年，馬龍父親因為乒乓球既能“鍛鍊身體”，又“不容易受傷”而讓5歲的馬龍開始學習打乒乓球；1999年，馬龍進入遼寧省體校，師從第34屆世乒賽冠軍王俊；2001年，13歲的馬龍一度面臨被省隊淘汰的境地，然而正值北京西城體校的教練到遼寧挑選苗子，教練關華安看中了馬龍，並把他從遼寧帶到了北京，繼續學習乒乓球。
2003年，馬龍進入國家隊。
2004年，馬龍在乒乓球亞青賽中獲得男團、男單、混雙冠軍，男雙亞軍；在乒乓球世青賽中獲得男團、男單冠軍，男雙、混雙亞軍 。
2006年，18歲的馬龍隨中國乒乓球隊出征不萊梅世錦賽團體賽，並獲得了自己第一個世界冠軍；同年獲得多哈亞運會男團冠軍。
2007年2月22日，馬龍在科威特乒球公開賽中戰勝馬琳後奪得自己的第一個公開賽冠軍；11月18日，在乒乓球職業巡迴賽瑞典公開賽男子雙打決賽中，馬龍搭檔王皓經過七局苦戰，以4-3力挫賽會頭號種子、新加坡高寧、揚子，奪得男雙冠軍。
2008年3月31日，在亞洲盃乒乓球中馬龍苦戰六局，以4比2力克隊友陳玘，奪得男單冠軍。
2009年10月25日，在乒乓球世界盃男子團體賽中迎戰韓國隊，馬龍單打獲勝，幫助中國隊以3比0橫掃韓國隊衛冕成功 。在同年在19屆亞洲乒乓球錦標賽中，馬龍奪得男單冠軍，與許昕搭檔獲得男雙金牌，再加上男團冠軍和與李曉霞配對拿到的混雙金牌，個人獨攬四金。[7]
2010年10月，馬龍獲在世界盃團體賽中以3比1戰勝韓國選手李廷佑，幫助中國隊獲得男團冠軍；11月20日，在廣州亞運會乒乓球男子單打決賽中馬龍4-2戰勝隊友王皓，獲得廣州亞運會男單冠軍。
2011年9月，馬龍在第24屆乒乓球亞洲盃中34天內收穫到了3個冠軍，同時也以三冠王身份成為亞洲盃史上的第一人。自2011年8月蘇州公開賽到2012年1月底的斯洛文尼亞公開賽，馬龍延續了224天實現了的45場不敗的記錄，該記錄成為國際乒聯和中國乒聯最高的個人戰績。
2012年1月30日，國際乒聯斯洛文尼亞賽，男單決賽上馬龍3-4惜敗張繼科，224天的不敗紀錄終止 ；8月參加倫敦奧運會男子乒乓團體賽，在對陣德國的半決賽中，馬龍獨得兩分，分別戰勝奧恰洛夫和斯特格，成為男乒闖進決賽的頭號功臣；在隨後的男團決賽中，馬龍又在首盤以3-1力克韓國名將柳承敏，為中國隊奪冠打下基礎，同時收穫首個奧運冠軍頭銜。
2013年，馬龍在亞洲乒乓球錦標賽中作為男隊核心，帶領許昕、閆安和樊振東等參賽並奪得團體冠軍，並獲得男單冠軍，實現亞錦賽三連冠 ，成為亞錦賽男單歷史上的第一人。
2014年，乒乓球亞洲盃男單決賽，馬龍以4-3險勝樊振東，就此奪得了個人第4個亞洲盃冠軍，再度成為奪得亞洲盃冠軍最多的選手。同年獲得東京世乒賽男團冠軍，在仁川亞運會中獲得男團、男雙（與張繼科）冠軍；在男乒世界盃中獲得亞軍。4月，中國乒乓球男隊通過隊內投票選出新一代隊長，馬龍當選。
2015年1月，馬龍獲得乒乓球團體世界盃冠軍；5月3日，在蘇州世乒賽男單比賽中馬龍收穫個人首個世乒賽男單冠軍 。8月9日，在國際乒聯世界巡迴賽中國公開賽中獲得男單冠軍。
2016年8月9日，里約奧運會乒乓球男子單打第四輪，馬龍在先丟兩局的情況下連扳四局以4比2逆轉戰勝鄭榮植闖入八強[1]。8月11日，半決賽中馬龍以4-2力克日本選手水谷隼，進入決賽。8月12日，馬龍4-0戰勝張繼科獲得里約奧運會乒乓球男單金牌，實現個人大滿貫。8月18日，里約奧運乒乓球男團決賽，中國隊（馬龍、許昕、張繼科）3-1擊敗日本隊，獲得冠軍，實現奧運男團三連冠 。2016年12月15日，馬龍當選2016中國十佳勞倫斯冠軍獎最佳男運動員。2017年1月15日，獲得2016年CCTV體壇風雲人物最佳男運動員獎。
2017年6月5日，2017年杜塞爾多夫世乒賽展開男單決賽爭奪，馬龍與樊振東上演中國德比戰，最後馬龍4-3戰勝樊振東，成功衛冕世錦賽男單冠軍，比肩張繼科王勵勤，中國隊實現男單7連冠偉業。2017年7月3日，馬龍登上SportsPro媒體評選的全球前50名最具市場價值運動員榜單，成為唯一一位上榜的中國人，也是唯一上榜的乒乓球運動員。2017年9月5日，第十三屆全運會乒乓球男雙決賽中，馬龍/許昕以3比4不敵樊振東/周雨，屈居亞軍。 9月6日，全運會乒乓球比賽落下帷幕，馬龍贏下最重要的男單冠軍。在與樊振東的決賽裡，一度1比2落後的馬龍連扳三局以4比2獲勝衛冕成功。2017年10月22日，2017年男乒世界盃，馬龍4-2（11-5、11-13、6-11、11-5、11-7、11-9）戰勝法國球員西蒙-高茲，個人職業生涯第三次獲得男乒世界盃季軍。
2018年3月25日，2018國際乒聯巡迴賽德國公開賽男單決賽以4比1擊敗許昕奪得冠軍，成為歷史上首位五奪德國公開賽男單冠軍的球員。同日，馬龍許昕這對默契搭檔以3比0完勝韓國組合李尚洙/鄭榮植，奪得男雙冠軍。
卡塔爾公開賽中，中國男乒隊長馬龍戰勝了隊友林高遠，奪得了男子單打項目的冠軍。卡塔爾公開賽是馬龍因傷病離開賽場8個月後復出參加的第一場世界大賽，參賽就奪得了男子單打的冠軍。
馬龍的發球以正手位小三角區的側上、下旋球為主，落點變化多。正手位突出“快”字，近臺上手積極，擊球點早，弧線控制得好，反手位能夠有效地結合彈打和快撕，利用快節奏中的落點變化來彌補力量的不足。馬龍的接發球技術也非常有特點，兩面連續回短的能力強，反手位的擰，弧線有點拐，常常令對手失誤。
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