Als später Rodungsort wird das bereits seit dem Jahr 1251 nachgewiesene Marienbrunn betrachtet, in dem das Kloster Neustadt und das Hochstift Würzburg dominierten.

Mit Hafenlohr bildete Marienbrunn seit 1500 eine Gemeinde. Erst 1830 wurde die selbständige Gemeinde Marienbrunn wiedergegründet, worauf in den Jahren 1831 bis 1833 ein Fünftel der bisher gemeinsamen Gemarkung an Marienbrunn übertragen wurde.

Im Jahr 1708 wurde hier eine Kapelle errichtet, die 1869 als Neubau aufgeführte Filialkirche. 1803 ging Marienbrunn vom Hochstift Würzburg an Löwenstein-Wertheim über und teilte bis 1814 bzw. 1848 das Schicksal der Grafschaftsorte. 1690 waren in Marienbrunn 65 Einwohner wohnhaft, bis 1841 war ihre Zahl auf 231 gestiegen. Von da an entwickelte sich die Einwohnerzahl nur noch wenig, sie stieg bis 1970 auf 300 Einwohner an. Dies änderte sich mit der Ausweisung von Neubaugebieten, die vor allem jungen Marienbrunner Familien ein Bleiben am Heimatort ermöglichten. Seit 1975 gehört Marienbrunn als Stadtteil zu Marktheidenfeld.