Marina Inoue begann ihre Musikkarriere im Jahr 2004 mit der Veröffentlichung ihrer Debütsingle Hōseki, die als Titellied für die OVA Le Portrait de Petit Cossette diente. Die Single enthielt auch die B-Seite Ballad, einen Einblendungssong aus demselben Werk. Beide Lieder wurden von Yuki Kajiura produziert, was einen bedeutenden Einstieg in die Anime-Musikindustrie markierte. Sie war bei dem Label Aniplex unter Vertrag und veröffentlichte von 2004 bis 2007 Musik als Solokünstlerin. Ihre zweite Single, Energy, erschien am 21. Dezember 2005 als Titellied für den Anime Ginban Kaleidoscope, wobei die B-Seite Way als Einblendungssong für dieselbe Serie diente. Ihre dritte und letzte Solosingle für Aniplex, Beautiful Story, wurde am 21. Februar 2007 als Titellied für Getsumen To Heiki Mina veröffentlicht, mit der B-Seite Hen na Koi. Diese Single wurde bemerkenswerterweise von Yasutaka Nakata von der Gruppe Capsule produziert.

Während ihrer aktiven Musikphase und darüber hinaus hat Inoue zahlreiche Titellieder und Charakter-Image-Songs für Anime-Produktionen beigesteuert. Sie sang Love Diving als Abspannlied für den Fernsehanime Akane Iro ni Somaru Saka. Für die Minami-ke-Reihe bildete sie eine Musikeinheit mit den Synchronsprecherkolleginnen Rina Satou und Minori Chihara und performte mehrere Opening- und Ending-Themes, darunter Keikenchi Jōshōchū, Colorful Days, Keikenchi Soku Joujou↑↑, Zettai Colorful Sengen und Shiawase High Tension. In der Sekirei-Reihe arbeitete sie mit Saori Hayami, Kana Hanazawa und Aya Endō zusammen, um das Opening-Theme Sekirei, das Ending-Theme Dear Sweet Heart und nachfolgende Themes für Sekirei Pure Engagement zu singen, einschließlich Hakuyoku no Sekiyaku Pure Engagement und Onnaji Kimochi. Für die Serie Boku wa Tomodachi ga Sukunai wirkte sie an den Opening-Themes The Regrettable Neighbours Club und Be My Friend mit einem größeren Cast mit und sang auch die Ending-Themes My Feelings und Bokura no Tsubasa in ihrer Rolle als Charakter. In der Monogatari-Reihe performte Inoue mathemagics und Yuudachi Houteishiki als Opening-Themes für Owarimonogatari, in ihrer Rolle als Sodachi Oikura. Sie sang außerdem One Way Ryou Omoi als Abspannlied für Kampfer im Duett mit Megumi Nakajima. In der IS Infinite Stratos-Reihe wirkte sie als Teil des Casts am Opening-Theme SUPER∞STREAM und am Song BEAUTIFUL SKY mit und veröffentlichte zusätzlich Charakterlieder für ihre Rolle als Laura Bodewig.

Inoue hat auch Charakter-Image-Songs veröffentlicht, die an bestimmte Rollen gebunden sind. Sie sang Dokkyūn Heart als Charakter-Theme-Song für Jessica Ushiromiya in Umineko no Naku Koro ni. Im Mai 2017 veröffentlichte sie Far Away als Charakter-Image-Song für Armin Arlert aus Attack on Titan. Andere bemerkenswerte Charakterlieder sind Watashi no Ki.Mo.Chi für ihre Rolle als Mikazuki Yozora aus Boku wa Tomodachi ga Sukunai, Trust für das Spiel Tales of Hearts und Four seasons memory für Akane Iro ni Somaru Saka. Sie sang auch Lieder für die Smile Precure-Reihe als Cure March, darunter Titel wie Guretsu na Gureru wa Rock n Roll und Ima Koko de Ikiteru koto. Ihre Diskografie umfasst zahlreiche Charakter-Mini-Alben und Kompilationsbeiträge in Serien wie Hayate no Gotoku, Gakuen Utopia Manabi Straight und Mahou Sensei Negima. Ihre musikalische Aktivität konzentrierte sich hauptsächlich auf Anime-Verbindungen und charaktergetriebene Projekte, anstatt auf unabhängige Soloalben.