ב-28 באפריל 2012 חתם מרין על חוזה שיחל בעונת 2012/2013 עם צ'לסי. ב-19 ביולי 2012 הוא כבש שער במשחק הבכורה שלו במדי צ'לסי, בניצחון 2-4 על סיאטל סאונדרס מה-MLS במשחק ידידות.. מרין סיים את העונה עם זכייה בליגה האירופית, על אף שלא שותף בניצחונה של צ'לסי 1-0 על בנפיקה ליסבון במשחק הגמר.