Дворянская усадьба Марфино в XVIII—XIX веках принадлежала Голицыным, Салтыковым, Орловым и Паниным.
Свой характерный псевдоготический облик приобрела в середине XIX века благодаря усилиям графини С. В. Паниной и архитектора М. Д. Быковского.
Первое упоминание об усадьбе Марфино относится к 1585 году.
Князь Борис Алексеевич Голицын после приобретения Марфина в 1698 переименовал его в Богородское. По его заказу крепостной мастер В. И. Белозёров возвёл в 1701—1707 гг. церковь Рождества Богородицы — памятник т. н. голицынского барокко. Подле храма сохранилось надгробие зодчего.
Младший сын боярина, князь Сергей Борисович, в 1728 году продал село Богородское вместе с хоромами и парком на французский манер, чтобы расплатиться с долгами. В середине XVIII века будущий фельдмаршал Пётр Семёнович Салтыков возвёл новый дворец — в стиле барокко, каменный, двухэтажный, с боковыми флигелями.
Марфино времён Салтыковых представляло собой образцовую для екатерининской эпохи дворянскую усадьбу, с псарней, конным и каретным дворами, беседками в парке, двумя летними театрами. В оранжерее пестовали южные фрукты. В 1777 году была возведена зимняя церковь свв. Петра и Павла.
Золотыми буквами вписано в историю усадьбы время фельдмаршала Ивана Петровича Салтыкова и его жены Дарьи Петровны, урождённой Чернышёвой. Здесь они играли свадьбу, сюда каждое лето собирали лучшее московское общество на псовые охоты и театральные представления.
Вслед за смертью в 1805 году фельдмаршала Салтыкова увеселения прекратились и усадьба стала постепенно приходить в запустение. Во время Отечественной войны её разграбили французы. После гибели последнего графа Салтыкова (1813) имение перешло к его сестре Анне Орловой, которая, живя за границей, уступила Марфино своему свёкру В. Г. Орлову.
Граф Орлов много сделал для хозяйственного обустройства Марфина: при усадьбе появились кузница, кирпичный заводик, столярная мастерская.
Имение Паниных было национализировано указом от 15 апреля 1918 года. Через два года начался вывоз ценностей и 15 тысяч книг в Исторический музей и здание бывшего Английского клуба.
С 1944 года в усадьбе размещён военный санаторий (с 1953 года — санаторий Московского военного округа, с 1986 года — Марфинский центральный военный клинический санаторий). Постройки у южной границы ансамбля, находящиеся за пределами территории санатория, заброшены и разрушаются.
