The Mars Volta, Cedric ve Omar ikilisinin eski grupları At the Drive-In’den ayrıldıktan sonra, ses uzmanı Jeremy Micheal Ward ile birlikte çalıştıkları De Facto isimli deneysel dub grubunu, klavyeci Isaiah Owens ve bas gitarist Eva Gardner’ın gelmesiyle beraber yepyeni bir projeye dönüştürmesi sonucu oluştu. Cedric ve Omar’ın amacı yaratıcılıklarını ifade edebilecek yeni bir gruptu ve De Facto’da Cedric davul, Omar da bas çalarken bunu yapamıyorlardı. Grup baterist Blake Hemming ile ilk demolarını oluşturan iki şarkı kaydettikten sonra, baterist Jon Theodore’u tercih etti. Daha sonraları adından çok söz ettirecek olan Jon Theodore ile ilk konserlerine çıkıp üç şarkı kaydeden The Mars Volta, bu üç şarkıyı 2002 yılında Tremulant EP adı altında piyasaya çıkardı.
Tremulant EP’den sonra bas gitarist Eva Gardner ile yollarını ayıran topluluk, bir yandan turneye çıkıp konserlere devam ederken, diğer yandan ilk albümlerinin hazırlıklarına başladı. Albüm kayıtları sırasında bas gitarist sıkıntısı yaşayan gruba Red Hot Chili Peppers’ın (RHCP) bas gitaristi Flea yardım etti. Flea albümdeki 10 şarkının 9’unda bas gitar çaldı. Bir diğer RHCP üyesi ve gitarist Omar Rodriguez’in yakın arkadaşı olan John Frusciante de albümde yer aldı. Son olarak Rick Rubin’in yapımcılığını üstlendiği De Loused in the Comatorium 2003 yılının Haziran ayında, Gold Standard Laboratories ve Universal Studios etiketleriyle raflardaki yerini aldı. Grup, albüm çıkmadan önce başladığı turneyi, ses uzmanı Jeremy Micheal Ward’un aşırı dozda eroin kullanımı sebebiyle ölmesi üzerine yarıda bıraktı. De Loused in the Comatorium grubun en başarılı albümü oldu ve Amerika‘da 500.000’e yakın sattı.
Turneye bıraktıkları yerden devam eden Mars Volta üyeleri, bas gitarist sıkıntılarını Racer X’in Juan Alderete’siyle giderdi. Perküsyona da Omar Rodriguez-Lopez’in kardeşi Marcel’i alan Mars Volta, 2004 yılında ikinci albümleri Frances the Mute üzerinde çalışmaya başladı. 2005 yılında sözler dışında tamamıyla Omar’ın yarattığı albüm piyasaya sürüldü. Grubun en ünlü şarkısı The Widow’un başarısına ve De Loused in the Comatorium’dan çok daha iyi tanıtılmış olmasına rağmen Amerika’da 465.000 satış ile onun gölgesinde kaldı. Grup ardından 2005 yılının kasım ayında Scabdates isimli bir konser albümü çıkarttı.
Grup üçüncü albümü Amputechture’u 2006 yılının Eylül ayında piyasaya çıkarttı. John Frusciante bir parça hariç bütün albümde yer aldı. Albümün piyasaya çıkmasından iki ay önce baterist Jon Theodore gruptan ayrıldı. Theodore’dan sonra üç defa baterist değiştiren Cedric ve Omar ikilisi Thomas Pridgen’de karar kıldı.
Yenilenen kadrosuyla Mars Volta 29 ocak 2008’de 4. stüdyo albümü olan The Bedlam In Goliath’ı yayınladı. Omar’ın Cedric’e Kudüs’ten aldığı ouijo tahtası bir bakıma albümün hikayesinin temelini oluşturuyor. Bu hediyeden sonra grup elemanlarının başına bir takım garip olaylar geliyor. Albümde diğer albümlerde de oluğu gibi yine John Frusciante katkıda bulunmaktadır. Grup The Bedlam In Goliath albümü ile Rolling Stone tarafından 2008’in en iyi progressive rock grubu seçilmiştir.
Son çalışmaları olan Octahedron albümü 23 haziran’da piyasaya çıkıyor. Yine Deneysel ve Progressif öğeler taşıyan bu albüm müzikal olarak ilk albümleri De-Loused in the Comatorium albümüne daha yakın olacakmış.
