Professor der Chemie und Mineralogie an der Genfer Akademie von 1841 bis 1878. Korrespondierendes Mitglied der Pariser Akademie (1866) und Ausländisches Mitglied der Royal Society, London (1881).

De Marignac entstammte einer bekannten Genfer Familie, sein Vater war von 1818 bis 1833 Staatsrat. Beim systematischen Studium der sogenannten "Seltenen Erden", gemeinsam in seltenen Mineralien vorkommenden Metalloxiden, entdeckte de Marignac die Elemente Ytterbium (1878) und Gadolinium (1886), unedle, silberglänzende Metalle, die zur Gruppe der Lanthaniden gehören. Große Verdienste erwarb de Marignac sich durch sehr genaue Atomgewichtsbestimmungen, ihm verdankt man die Kenntnis der Atomgewichte von etwa 30 Elementen.