W 1903 r., po ukończeniu gimnazjum w Tarnowie, rozpoczął studia na Uniwersytecie Lwowskim im. Jana Kazimierza, gdzie ponownie zaangażował się w działalność niepodległościową. Był współorganizatorem „Organizacji Nieprzejednanych”.
Czynnie uczestniczył w rewolucji 1905 r. na terenie Królestwa Polskiego jako osoba powiązana z PPS. Wyjechał do Częstochowy, gdzie został zdekonspirowany i aresztowany, przez sześć miesięcy był osadzony w więzieniu w Piotrkowie Trybunalskim. Po zwolnieniu powrócił do Lwowa, gdzie ponownie włączył się w działalność konspiracyjną i naukową. Od 1906 r. uczęszczał na seminarium prowadzone przez prof. Szymona Askenazego.
W 1908 r. był, wraz z Józefem Piłsudskim, Władysławem Sikorskim i Kazimierzem Sosnkowskim, współorganizatorem Związku Walki Czynnej, a dwa lata później współtworzył Związek Strzelecki. W 1909 r. Marian Kukiel obronił na Uniwersytecie Lwowskim im. Jana Kazimierza dysertację doktorską nt. „Wyprawa Deniski w r. 1797”, która została wydana w wersji rozszerzonej w 1912 r. pod tytułem „Próby powstańcze po trzecim rozbiorze 1795-1797”.
W sierpniu 1914 r., tuż po wybuchu I wojny światowej, Marian Kukiel włączył się czynnie w organizowanie Legionów Polskich w Krakowie i we Lwowie. W styczniu 1915 r. walczył na froncie w I Brygadzie Legionów, gdzie dowodził kompanią, a następnie batalionem. Uczestniczył w walkach do końca 1916 r.
We wrześniu 1917 r., jako major, Marian Kukiel został komendantem Szkoły Podchorążych w Warszawie. W październiku 1918 r. został awansowany na podpułkownika, a w listopadzie tego samego roku brał czynny udział w akcji rozbrajania oddziałów niemieckich.
Po odzyskaniu niepodległości przez Polskę służył w Wojsku Polskim. W grudniu 1918 r. został mianowany zastępcą szefa Sztabu Generalnego Wojska Polskiego. Pełnił też funkcję inspektora szkół piechoty.
Wziął czynny udział w wojnie polsko-bolszewickiej, dowodząc od kwietnia 1920 r. 51. Pułkiem Piechoty, a od czerwca 24. Brygadą Piechoty z 12. Dywizji Piechoty. Za udział w walkach otrzymał order Virtuti Militari.
Od 1920 r. do 1923 r. pełnił funkcję szefa Biura Historycznego Sztabu Generalnego, a od kwietnia 1923 r. do stycznia 1925 r. był dowódcą 13. Dywizji Piechoty. 15 stycznia 1925 r. ponownie objął stanowisko szefa Biura Historycznego Sztabu Generalnego, które pełnił do maja 1926 r.
W trakcie przewrotu majowego opowiedział się po stronie rządowej przeciwko Józefowi Piłsudskiemu za co został przeniesiony w stan nieczynny, a w 1930 r. przeszedł w stan spoczynku na własną prośbę.
W 1927 r. Marian Kukiel habilitował się na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie. W latach 1930-1939 pełnił funkcję dyrektora Muzeum i Biblioteki Książąt Czartoryskich w Krakowie. W 1932 r. został członkiem korespondentem PAN, a pięć lat później został członkiem stałym.
We wrześniu 1939 r., tuż po wybuchu wojny obronnej, starał się bezskutecznie o przydział do czynnej służby. Walczył jako ochotnik w obronie Lwowa zarówno przeciwko wojskom niemieckim, jak i sowieckim. Pod koniec października 1939 r. przez Rumunię przedostał się do Francji, gdzie został powołany przez gen. Władysława Sikorskiego na stanowisko zastępcy ministra spraw wojskowych. 3 maja 1940 r. awansowany został na stopień generała dywizji. Po upadku Francji znalazł się w Wielkiej Brytanii, gdzie objął stanowisko dowódcy I Korpusu Polskiego w Szkocji. Od 24 września 1942 r. do 10 lutego 1949 r. był ministrem obrony narodowej.
Po zakończeniu II wojny światowej pozostał na emigracji w Wielkiej Brytanii, gdzie oprócz pełnienia funkcji politycznych zajmował się również organizowaniem życia naukowego emigracji. Był m.in. współtwórcą Instytutu Historycznego im. gen. Sikorskiego, któremu przewodniczył do śmierci.
Marian Kukiel był też jednym z redaktorów „Tek Historycznych”, polskiego pisma historycznego wydawanego na emigracji. Pod jego redakcją ukazało się 16 tomów. W 1950 r. został profesorem Polskiego Uniwersytetu na Obczyźnie (PUNO), zaś w latach 1952-1973 był członkiem senatu tej uczelni.
Gen. Marian Kukiel zmarł w Wielkiej Brytanii 15 sierpnia 1973 r.