Em 1931, com o falecimento de Eurycles de Mattos, Roberto Marinho, então com 26 anos, assumiu o cargo de diretor-redator-chefe do jornal O Globo. Naquele momento, já tinha o domínio completo do ofício jornalístico. Passou a contar com a colaboração de seus irmãos, Ricardo e Rogério.

Jornal vespertino, inicialmente, com diversas tiragens ao longo do dia, O Globo funcionou em um prédio no Largo da Carioca até 1954, quando oficina e redação foram transferidas para a Rua Irineu Marinho. Ao longo dos anos, o jornal tornou-se matutino. As instalações foram sendo ampliadas e modernizadas até que, em 1999, O Globo inaugurou, em Duque de Caxias, o mais moderno parque gráfico da América Latina.

O Globo, que hoje forma com o Extra e o Expresso a empresa Infoglobo, foi o ponto de partida para o conjunto de empresas denominado Organizações Globo. Em 1944, Roberto Marinho inaugurou a Rádio Globo do Rio de Janeiro, com foco principal no jornalismo. Com o tempo, foi adquirindo outras emissoras e formou o Sistema Globo de Rádio do qual faz parte a Rede CBN (Central Brasileira de Notícias), um grupo de emissoras all news 24 horas no ar.

Sempre atento às novidades no ramo das comunicações, Roberto Marinho inaugurou, em 26 de abril de 1965, a TV Globo, Canal 4, no Rio de Janeiro. Em poucos anos transformou-se na Rede Globo de Televisão: no ano seguinte foi inaugurada a Globo São Paulo; em 1968, a Globo Belo Horizonte; e no início da década de 1970, emissoras em Recife e Brasília. Com cinco emissoras próprias e 117 afiliadas, a Rede Globo chega atualmente a praticamente 100% do território nacional, atingindo 5.485 municípios e 99,5 %da população.

Para manter a produção e a qualidade da programação, Roberto Marinho investiu na criação do Projac (Projeto Jacarepaguá), inaugurado em 1995. É o maior centro de produções da América Latina, com 1.650.000 m2, dos quais mais de 160.000 de área construída, dez estúdios, 7 módulos de produção e a mais moderna tecnologia digital.

Desde a década de 1930, Roberto Marinho manifestava interesse no ramo da publicação de revistas em quadrinhos e de variedades e, em 1952, adquiriu a Rio Gráfica Editora. Anos depois, com a compra da Editora Globo, passou também a editar livros, além de revistas de expressão nacional como a revista semanal Época.

Em 1991, Roberto Marinho lançou a Globosat, empresa que se dedica à produção de conteúdos para canais de TV por assinatura, tais como GNT e Multishow, Telecine, Globo News e Sportv, entre outros. Atento às novas tecnologias no ramo das comunicações, o jornalista investiu também na internet. Em 1999, as Organizações Globo lançaram a Globo.com, que abrange portais de conteúdo de notícias, esportes e entretenimento, e o Virtua, serviço de acesso à internet via cabo.

O empresário também entrou no ramo da indústria fonográfica através da Som Livre, que produz e distribui produtos musicais, responsável por mais de 100 lançamentos de títulos anuais. Lançou, ainda, a Globo Filmes, voltada para coproduções cinematográficas, e a Globo Internacional, empresa exportadora de produção audiovisual brasileira para mais de 100 países.

Desde a década de 1940, Roberto Marinho projetou-se como personalidade nacional, e sua participação nos diversos setores da vida do país rendeu-lhe homenagens e prêmios nacionais e internacionais, dentre elas as medalhas da Ordem do Rio Branco e da Legião de Honra. Recebeu o título de doutor honoris causa pelas Universidades de Brasília, Federal de Uberlândia, Federal do Rio Grande do Norte e Gama Filho e, em 1993, foi eleito para a Academia Brasileira de Letras, ocupando a cadeira de número 39. Outra importante conquista foi o Prêmio Emmy, na categoria Personalidade Mundial da Televisão, concedido ao executivo pela Academia Nacional de Televisão, Artes e Ciências dos Estados Unidos, em dois anos, 1976 e 1983.

Além de sua atuação como jornalista e empresário, seu compromisso com a sociedade brasileira se manifestava nas inúmeras ações de responsabilidade social promovidas, desde 1961, pelas empresas Globo. São exemplos desse compromisso projetos como Ajude uma Criança a Estudar, Criança Esperança, Quem Lê Jornal Sabe Mais, Projeto Aquarius, Amigos da Escola e Ação Global.

Sua dedicação à educação e à cultura se manifestou, sobretudo, através da Fundação Roberto Marinho. Criada em 1977, a Fundação, uma entidade privada sem fins lucrativos, realizou inúmeros projetos de educação, preservação do patrimônio cultural e ambiental, além da produção de programas educativos como Telecurso, Globo Ciência e Globo Ecologia. Em parceria com empresas privadas, a Fundação viabilizou o Canal Futura – o primeira TV educativa totalmente financiada pela iniciativa privada.

Apaixonado pelas artes, Roberto Marinho iniciou, na década de 1930, sua importante coleção, que viria a reunir mais de 600 obras de artistas como Portinari, Di Cavalcanti, Tarsila do Amaral, José Pancetti, Guignard, Djanira e Lasar Segall.

Seu outro grande interesse eram os esportes. Foi campeão de hipismo por seis anos consecutivos e, em 1945, estabeleceu novo recorde brasileiro no salto em altura. Em 1974, aos 71 anos, sofreu um acidente quando montava a cavalo. Voltou a competir quatro meses depois e venceu a prova General Lindolpho Ferraz. Tornou a acidentar-se em 1978. Os acidentes e a idade já avançada tiraram o jornalista das competições, mas sua paixão pelos cavalos permaneceu viva em forma de patrocínios de provas e cavaleiros. A caça submarina foi outro esporte ao qual se dedicou a partir dos anos 1950 e que praticou regularmente até os 80 anos.

Em dezembro de 1946, Roberto Marinho casou-se com Stella Goulart Marinho, com quem teve quatro filhos: Roberto Irineu, Paulo Roberto (falecido em 1970), João Roberto e José Roberto. Casou-se pela segunda vez com Ruth Albuquerque, em maio de 1979 e, em setembro de 1991, casou-se com Lily de Carvalho Marinho, com quem viveu até sua morte, em 6 de agosto de 2003. Roberto Marinho deixou 12 netos e sete bisnetos.