30 Seconds to Mars pada awalnya dibentuk sebagai proyek kecil keluarga. Matt Wachter kemudian bergabung dengan band sebagai bassis dan pemain kibor. Setelah bekerja dengan dua gitaris lainnya, Kevin Drake dan Solon Bixler, kemudian mereka mengaudisi Tomo Miličević untuk bergabung.
Nama 30 Second to Mars sebenarnya berasal dari tesis mereka ditemukan secara online, ditulis oleh seorang mantan profesor Harvard. Ada salah satu bagian dari tesis berjudul Thirty Seconds to Mars dan di dalamnya berbicara tentang perkembangan eksponensial teknologi yang berhubungan dengan manusia dan secara harfiah kita menemukan diri kita dalam tiga puluh detik ke mars. Mereka lantas berpikir bahwa hal tersebut adalah yang terbaik untuk menggambarkan musik 30 Second to Mars.
Jared Leto sebenarnya adalah aktor besar Hollywood. Namun, meski demikian, dia memilih untuk tidak aji mumpung dengan menggunakan nama tenarnya itu untuk menaikkan nama band. Ia bahkan menolak untuk bermain jika namanya dipakai mempromosikan band mereka ini. Album self-titled mereka dirilis pada 27 Agustus 2002 oleh Immortal Records dan Virgin Records, yang diproduksi oleh Bob Ezrin dan Brian Virtue. Singel pertamanya, Capricorn (A Brand New Name), berhasil menduduki nomor 31 di Mainstream Rock Tracks Billboard. Album kedua mereka, A BEAUTIFUL LIE, kemudian dirilis pada 30 Agustus 2005 oleh Immortal Records dan Virgin Records, dan diproduksi oleh Josh Abraham. Singel pertama, Attack, membawa 30 Seconds to Mars menuju puncak sukses. Kemudian, pada bulan Januari 2006, album ini meraih platinum dari Recording Industry Association of America untuk distribusi lebih dari satu juta album.
Maret 2006, band ini memulai tur pertama mereka. Tur ini diberi tajuk Forever Night, Never Day. Kemudian, pada Oktober 2006, band ini memulai Welcome to the Universe Tour, disponsori oleh MTV2. Pada 1 Maret 2007, saat tur di El Paso, Texas, Jared Leto mengumumkan bahwa ini adalah konser terakhir dari 30 Seconds to Mars bersama Matt Wachter. Dia mendedikasikan lagu terakhir saat acara, R-Evolve, untuk Matt. Mereka juga bermain di berbagai festival seperti Roskilde, Rock am Ring, Pinkpop, Give It A Name dan Download.
Mereka kemudian memenangkan Best Single untuk From Yesterday dan Best International Band di Kerrang! Awards, Best Rock Artist International di MTV Latin America Awards dan Best Rock Artist di MTV Europe Music Awards pada tahun 2008. Mereka juga didaulat untuk menjadi salah satu pembawa acaranya. Pada November 2006,band ini merilis video klip untuk lagu From Yesterday yang cukup fenomenal. Video ini adalah satu-satunya dan video klip pertama yang seluruh adegannya diambil di RRC. Video klip The Kill lagi-lagi menjadi nominasi pada MTV Australia VMA sebagai Best Rock Video dan Video of the Year. Pada bulan Agustus 2008, Virgin Records mengajukan gugatan sebesar $30 juta, atas dasar penolakan 30 Second to Mars untuk menyampaikan tiga album seperti yang tertulis dalam syarat kontrak. Menurut gugatan, band ini "menolak" kontrak pada bulan Juli 1999. Pada 28 April, mereka kembali dari EMI dan gugatan itu dibatalkan. Segera setelah pengumuman penyelesaian gugatan, 30 Seconds to Mars mengatakan kepada MTV News bahwa mereka telah berjanji untuk merilis THIS IS WAR pada Oktober 2009. Menurut akun Twitter mereka, setidaknya empat lagu telah diselesaikan untuk album baru mereka tanggal 27 Mei. Meskipun tanggal ini telah berubah beberapa kali, 30 Seconds to Mars mengumumkan bahwa THIS IS WAR akan dirilis pada 8 Desember 2009.
Album ketiga mereka, THIS IS WAR, akhirnya benar-benar dirilis pada 8 Desember 2009, setelah beberapa masalah yang menimpa mereka dengan Virgin Records mengenai kontrak akan pembuatan 3 buah album. Pada 19 Februari 2010, 30 Seconds to Mars memulai tur seluruh dunia mereka yang diberi judul Into The Wild Tour yang dijadwalkan akan berakhir pada 18 Desember 2010. Satu hal lagi yang unik dari 30 Seconds to Mars adalah logo mereka yang bergambar phoenix (yang mereka sebut Mithra) yang mengandung motto dari band ini, dari bahasa Latin yang berarti "Terus maju sampai dalam" atau yang lebih tepat "meroket menuju puncak". Namun logo ini berubah dengan logo Trinitas yang berisi 3 tengkorak dan 3 anak panah, yang diresmikan untuk digunakan sejak peluncuran This Is War, yang disebut Triad. The Echelon adalah kelompok pendukung band ini, yang memiliki banyak tugas penting, termasuk mengatur fans, mengabarkan berita, memberikan voting untuk beberapa awards, mengatur dan mengembangkan majalah dan website yang didedikasikan untuk band ini. Nama ini sendiri diambil dari salah satu lagu dalam album debut 30 Seconds to Mars. Band ini berhasil membuktikan eksistensinya sebagai band rock dengan menyabet penghargaan untuk kategori Best Rock Video pada ajang akbar MTV VIDEO MUSIC AWARDS 2010. Video klip untuk lagu mereka yang berjudul Kings and Queens-lah yang membawa mereka mampu membawa pulang penghargaan bergengsi ini. April 2012, 30 Seconds to Mars mengumumkan rencana merilis album keempat mereka. Dalam album terbaru ini 30 Seconds to Mars akan mengajak beberapa produser berbakat termasuk Steve Lillywhite, otak di balik U2 dan The Killers.
