С июля 2006 года – на службе в Федеральной службе безопасности Российской федерации, служил во 2-м отделе Управления «А» (Альфа) Центра специального назначения ФСБ России. Позднее был переведён в 5-й отдел того же управления. С 2014 года – начальник 1-го отделения 5-го отдела ЦСН ФСБ России. Многократно участвовал в боевых действиях и в оперативно-боевых мероприятиях на Северном Кавказе по ликвидации террористического подполья и уголовных бандформирований. В одной из спецопераций в 2015 году подполковник Марьенков был тяжело ранен, но после лечения и реабилитации вернулся в строй.