Um das Jahr 300 soll Marinus, ein Steinhauer aus Rab, einer kroatischen Insel, als Bauarbeiter ins damals aufstrebende Rimini gekommen sein. Noch bevor im Jahr 303 unter Kaiser Diokletian die letzte und wohl auch schlimmste Christenverfolgung in Italien begann, flüchtete Marinus als Christ auf den nahe gelegenen Berg Titano. Nach und nach gesellten sich weitere Verfolgte zu ihm und so bildete sich eine erste christliche Gemeinschaft auf dem Titano. Als offizielles Gründungsdatum wird heute der 3. September 301 angegeben.
Als sich die Lage 311 mit dem Toleranzedikt von Nikomedia beruhigte, wurde Marinus vom Bischof von Rimini, Gaudenzio, zum Diakon ernannt und bekam von einer zum Christentum konvertierten römischen Patrizierin namens Donna Felicissima den Titano geschenkt. Nach dem Tod ihres Namenspatrons im Herbst 366 begründete sich San Marino als Republik auf dessen letzte Worte: „Relinquo vos liberos ab utroque homine“ („Ich lasse euch frei von jedem anderen Menschen zurück.“).
Der erste echte Beweis für das Vorhandensein einer Gemeinschaft auf dem Berg Titano stammt von Eugippius, der in seiner um das Jahr 511 vollendeten Vita Sancti Severini auch von einem Mönch auf eben jenem Berg berichtete und das Gebiet schon damals als San Marino bezeichnete. Spätere Dokumente wie das Feretranische Urteil aus dem Jahr 885 zeugen von einem organisierten und stolzen öffentlichen Leben. Schon laut dieses Urteils konnten Nachbarbischöfe keine Ansprüche auf san-marinesisches Land durchsetzen.
In den ersten Jahrhunderten war der beste Schutz gegen Feinde die Tatsache, dass kaum einer die kleine Gemeinschaft kannte. Trotzdem wurde im 10. Jahrhundert mit dem Bau von Befestigungsanlagen begonnen. Bestätigungen dafür finden sich in einer Urkunde König Berengars II. aus dem Jahr 951 und in einer Bulle Papst Honorius' II. von 1126. 1371 schrieb Kardinal Anglico, dass die Stadt „auf einem sehr hohen Felsblock liegt, auf dessen Gipfel drei riesige Burgen emporragen“. Im Laufe der Zeit wurden diese drei Burgen weiter ausgebaut und die Wasserversorgung autarkisiert, indem riesige Zisternen zum Speichern von Regenwasser in den Stein geschlagen wurden. Unterhalb des Regierungspalastes findet man noch heute Zisternen, die zwischen 1472 und 1478 entstanden sind.