Nach dem Ende seiner Karriere als Spieler übernahm Mariucci 1952 bei den Minnesota Golden Gophers das Amt des Cheftrainers. Dabei vermied er die Verpflichtung kanadischer Spieler, sondern setzte auf die Förderung junger Talente aus Minnesota. Er war auch an dem Aufbau von Förderprogrammen an den Highschools beteiligt. Bis zur Saison 1965/66, mit Ausnahme der des Jahres 1955/56, wo er als Trainer der US-Nationalmannschaft tätig war und die Silbermedaille bei den Olympischen Winterspielen in Cortina d’Ampezzo gewann, war er bei den Gophers tätig. Zu den Weltmeisterschaften 1976 und 1977 war er erneut Trainer der US-Eishockeynationalmannschaft.