Les records du monde du marathon sont actuellement détenus par le Kényan Sabastian Sawe en 1h 59 min 30 s le lors du marathon de Londres et par la Kényane Ruth Chepngetich, créditée de le lors du marathon de Chicago. World Athletics attribue également un record du monde féminin à la Kényane Peres Jepchirchir en , performance établie le à Londres dans une course exclusivement féminine.
Les records du monde du marathon masculins et féminins ne sont homologués par World Athletics que depuis le . Les records antérieurs sont considérés comme de meilleures performances.
Hommes Le Japonais Yasuo Ikenaka est officiellement le premier athlète à parcourir les en moins de ( en 1935), le Britannique Jim Peters en moins de ( en 1953), l'Américain Leonard Edelen en moins de ( en 1963), l'Australien Derek Clayton en moins de ( en 1967) et le Kényan Paul Tergat en moins de ( en 2003)et aujourd'hui, le Kényan Sabastian Sawe en moins de 2h (1h 59min 30 s en 2026).
Meilleures performances mondiales Premiers temps officiels thumb|left|Hannes Kolehmainen, vainqueur des Jeux olympiques de 1920 en . Le marathon est parcouru pour la première fois sur la distance de (26 milles 385 yards) à l'occasion des Jeux olympiques de 1908, à Londres. L'Américain John Hayes, vainqueur de l'épreuve en , est par conséquent le premier détenteur de la meilleure performance mondiale sur marathon The Fourth Olympiad being The Official Report The Olympic Games of 1908 écrit par Theodore Andrea Cook, publié en 1909(?) par The British Olympic Association à Londres, consulté le 28 mai 2009 .
Durant l'année 1909, ce chronomètre est amélioré à cinq reprises : par l'Américain Robert Fowler le à Yonkers en , par son compatriote James Clark le à New York en , par son compatriote Albert Raines le à New York en , par le Britannique Henry Barrett le même jour le lors du Polytechnic Marathon de Londres en , et enfin par le Suédois Thure Johansson le à Stockholm en .
Le , le Britannique Harry Green parcourt la distance en à Londres, performance améliorée le par le Suédois Alexis Ahlgren qui réalise lors du Polytechnic Marathon à Londres.
À l'occasion de sa victoire au marathon des Jeux olympiques de 1920, le à Anvers, le Finlandais Hannes Kolehmainen établit la nouvelle meilleure performance mondiale de tous les temps sur marathon en .
Le , à Londres lors des Championnats AAA, le Britannique Harry Payne parcourt en .
Le à Tokyo, le Japonais Yasuo Ikenaka devient le premier athlète à descendre sous les en améliorant de plus de quatre minutes la précédente meilleure marque mondiale en . Le record est battu une seconde fois en 1935 par le Coréen Son Ki-Jeong, le à Tokyo, de deux secondes en .
Le à Boston, l'autre Coréen Suh Yun-bok abaisse de plus d'une minute la performance de Son Ki-Jeong en
Sous les 2 h 20 min thumb|Abebe Bikila finissant le marathon olympique en 1960, en . Le Britannique Jim Peters améliore quatre fois consécutivement la meilleure performance sur marathon de 1952 à 1954. Le , lors du Polytechnic Marathon à Londres, il réalise le temps de et retranche près de cinq minutes au record de Suh Yun-bok établi en 1947. Un an plus tard, le au cours de ce même Polytechnic Marathon, il devient officiellement le premier athlète à descendre sous la barrière des en parcourant la distance en . Lors de cette même année 1953, le , il établit une nouvelle meilleure performance absolue en courant dans le temps de à Turku en Finlande. Enfin, il établit une quatrième meilleure performance le au Polytechnic Marathon en améliorant de près d'une minute son propre record en .
Le , lors du marathon des championnats d'Europe à Stockholm, le Soviétique Sergey Popov remporte la médaille d'or dans le temps de et améliore de plus de deux minutes la meilleure performance mondiale de Jim Peters.
Deux ans plus tard, le , l'Éthiopien Abebe Bikila remporte pieds nus le marathon des Jeux olympiques de Rome en , battant de moins d'une seconde la meilleure performance de Sergey Popov.
Le lors du Beppu-Ōita Marathon, le Japonais Tōru Terasawa abaisse de moins d'une seconde le record d'Abebe Bikila en couvrant les en . Quatre mois plus tard, le à Londres au cours du Polytechnic Marathon, l'Américain Leonard Edelen devient officiellement le premier athlète à franchir la barrière des en réalisant la performance de .
Le Britannique Basil Heatley devient le nouveau détenteur de la meilleure performance sur marathon le , toujours lors du Polytechnic Marathon à Londres, en établissant le temps de . Aux Jeux olympiques de Tokyo, le , Abebe Bikila décroche son deuxième titre consécutif et améliore de la performance d'Heatley, qui se classe par ailleurs deuxième de l'épreuve.
Le , le Japonais Morio Shigematsu devient le nouveau meilleur performeur mondial de tous les temps sur marathon en couvrant la distance en , toujours lors du Polytechnic Marathon de Londres.
Sous les 2 h 10 min thumb|upright|Carlos Lopes, auteur de en 1985. L'Australien Derek Clayton bat la meilleure performance mondiale sur marathon le au cours du Marathon de Fukuoka en abaissant de le temps de Morio Shigematsu en , devenant officiellement le premier athlète à couvrir la distance en moins . Cette performance restera inégalée pendant 12 ans.
Le , l'Américain Alberto Salazar remporte le Marathon de New York en , temps constituant la meilleure performance sur marathon, mais record invalidé en 1985 après avoir constaté qu'il manquait à la distance. L'Australien Robert de Castella est le successeur de son compatriote Derek Clayton en parcourant les en le lors du Marathon de Fukuoka.
Le Britannique Steve Jones établit une nouvelle meilleure performance sur marathon le au cours du Marathon de Chicago en , retranchant au record de Robert de Castella.
Champion olympique du marathon en 1984 à Los Angeles, le Portugais Carlos Lopes réalise la meilleure marque planétaire sur cette distance le lors de sa victoire au Marathon de Rotterdam en étant le premier à franchir la barrière des en , retranchant près d'une minute au record de Steve Jones. Ce dernier est proche de reprendre la meilleure performance en approchant d'une seconde, en , le temps du Portugais, le de la même année, à Chicago.
Le , l'Éthiopien Belayneh Dinsamo établit la nouvelle meilleure performance mondiale de tous les temps sur marathon en parcourant la distance en au cours du Marathon de Rotterdam, abaissant de le temps de Carlos Lopes et devenant le premier athlète sous les . Le Djiboutien Hussein Ahmed Salah, deuxième de l'épreuve derrière Dinsamo, termine également sous le temps de Lopes en .
Au cours du Marathon de Chicago 1997, le , le Marocain Khalid Khannouchi s'approche de vingt secondes de la meilleure performance de Belayneh Dinsamo en s'imposant dans le temps de pour ce qui constituait sa première expérience sur la distance.
L'année suivante, le , le Brésilien Ronaldo da Costa remporte le marathon de Berlin dans le temps de et améliore de la performance de Belayneh Dinsamo. Il est le premier à couvrir un marathon avec une moyenne supérieure à ().
Le , Khalid Khannouchi remporte de nouveau le Marathon de Chicago et devient à cette occasion le premier marathonien sous les en s'imposant dans le temps de , soit une amélioration de du record de Ronaldo da Costa.
Records du monde Sous les 2 h 5 min thumb|upright|Paul Tergat est le premier athlète à parcourir un marathon en moins de . Désormais citoyen américain, Khalid Khannouchi participe le au Marathon de Londres et affronte notamment le Kényan Paul Tergat, multiple champion du monde de cross-country, et l'Éthiopien Haile Gebrselassie, double champion olympique et quadruple champion du monde du et qui dispute le premier marathon de sa carrière. Après un passage rapide à la mi-course en , les trois athlètes se retrouvent seuls en tête au . À de l'arrivée, Gebrselassie tente d'accélérer mais lâche prise pour cause de crampes. Khannouchi accélère à son tour, décrochant Paul Tergat et s'imposant en , temps plus rapide de quatre secondes que son record établi à Chicago en 1999. Cette performance constitue officiellement le premier record du monde du marathon homologué par l'Association internationale des fédérations d'athlétisme.
Le , Paul Tergat, détenteur depuis 1998 du record du monde du semi-marathon, devient le premier athlète à descendre sous la barrière des en remportant le marathon de Berlin en , améliorant de la marque de Khalid Khannouchi. Pointé à à la mi-course, il est attaqué par son compatriote et partenaire d'entrainement Sammy Korir au kilomètre, mais il parvient à combler son retard et creuse même un écart d'une trentaine de mètres sur son adversaire. Peu avant la ligne d'arrivée, il perd quelques secondes en voulant emprunter la voie des voitures de courses, laissant son adversaire revenir sur lui. Tergat l'emporte finalement d'une seconde devant Sammy Korir qui réalise également un temps inférieur à l'ancien record du monde de Khannouchi ().
Haile Gebrselassie, qui a notamment détenu les records du monde du , du et du semi-marathon, améliore de le record du monde de Paul Tergat au cours du marathon de Berlin, le , en parcourant la distance en . En avance de sur tous les temps de passage du record de Tergat, il boucle le semi-marathon en et conclut seul le marathon après l'abandon en fin de course de son compatriote Rodgers Rop, son plus sérieux rival.
Sous les 2 h 4 min thumb|left|upright|Haile Gebrselassie, premier sous les . Un an plus tard, le , toujours à Berlin, Haile Gebrselassie réalise le temps de et améliore de son propre record du monde, devenant officiellement le premier athlète à briser la barrière . Du début à la fin de la course, Gebrselassie est dans les temps du record du monde au fil des points intermédiaires, possédant d’avance sur son propre record au passage au semi-marathon.
Lors du Marathon de Rotterdam 2009, le , le Kényan Duncan Kibet s'impose en , dans le même temps que son compatriote James Kwambai, les deux athlètes établissant la troisième performance de tous les temps sur marathon derrière Haile Gebreselassie.
Le , le Kényan Geoffrey Mutai établit le temps de à l'occasion de sa victoire au Marathon de Boston mais cette performance, synonyme de nouveau record du monde, n'est pas homologuée par l'IAAF car le marathon se court sur une longue partie descendante et que les participants ont bénéficié d’un fort vent arrière.
Le , au cours du marathon de Berlin 2011, le Kényan Patrick Makau retranche au record mondial de Gebreselassie en établissant le temps de après avoir placé une forte accélération au , laissant notamment sur place Gebreselassie, contraint ensuite à l'abandon. Un mois plus tard, le lors du Marathon de Francfort, le Kényan Wilson Kipsang échoue à quatre secondes de la performance de Makau en établissant le temps de .
Le , lors du Marathon de Berlin, Wilson Kipsang améliore de le record de Patrick Makau en s'imposant dans le temps de . À la lutte avec ses compatriotes Eliud Kipchoge et Geoffrey Kipsang Kamworor, Wilson Kipsang se défait de ses deux adversaires vers le et réalise le du monde en dans la cité allemande.
Sous les 2 h 3 min thumb|upright|Dennis Kimetto, premier sous les . Le , le Kényan Dennis Kimetto remporte ce même marathon de Berlin en , améliorant de le record du monde de Wilson Kipsang et devenant le premier athlète à descendre sous les . Kimetto court la première partie de la course en et accélère légèrement son rythme dans le deuxième semi-marathon qu'il effectue en . Son compatriote Emmanuel Mutai, deuxième de l'épreuve après avoir été lâché par Kimetto en fin de course, termine également sous l’ancien record du monde de Kipsang en .
Plusieurs athlètes se rapprochent du record du monde de Dennis Kimetto lors de la saison 2016. Le , au Marathon de Londres, Eliud Kipchoge réalise . Le , au Marathon de Berlin, l'Éthiopien Kenenisa Bekele () et l'ancien détenteur Wilson Kipsang () établissent respectivement les temps de et .