I motsetning til mange motorsportentusiaster har Mardenborough ingen omfattende erfaring innen karting . Selv om han syklet en kartbane i Cardiff , hvor han vokste opp , i mellom åtte og elleve år , hadde ikke familien hans de økonomiske midlene til å fortsette hobbyen sin med motorsport etter at banen ble stengt.
I 2011 deltok han i GT Academy , en konkurranse organisert av Nissan og Sony , som bruker virtuelle billøp på PlayStation for å bestemme en vinner som gjør det mulig for dem å delta i profesjonell motorsport. Mardenborough vant mot 90.000 deltakere i denne konkurransen. Som tittelbonus ble den brukt av Nissan i 24-timersløpet i Dubai . Han oppnådde tredjeplassen i sin klasse. I 2012 mottok Mardenborough et GT3-cockpit i British GT Championship. Sammen med Alex Buncombe vant han et løp og ble nummer sjette i GT3-klassifiseringen. Han deltok også i fire løp i Blancpain Endurance Series .
I 2013 bestemte Nissan seg for å bruke Mardenborough i formelracing . Først deltok han i sesongen av Toyota Racing Series delvis på New Zealand. Som den beste nykommeren endte han sesongen på tiendeplass. Mardenborough mottok deretter et cockpit fra Carlin til det europeiske Formel 3-mesterskapet i 2013 . Han var i poengene fire ganger og var på slutten av sesongen den verste Carlin-føreren på 21. plass totalt. Mardenborough kjørte også for Carlin i British Formula 3 Championship i 2013 . Med en andreplass som beste resultat ble han sjette i dette mesterskapet. I tillegg til sitt engasjement i formel racing , Mardenborough også deltok i FIA World Endurance Championship (WEC) for Greaves Motorsport i den Le Mans 24-timers løp i 2013 . Sammen med Michael Krumm og Lucas Ordoñez oppnådde han niendeplass og tredjeplass i LMP2-klassen. I tillegg kom Mardenborough tilbake til Blancpain Endurance Series i 2013 og oppnådde en pallplassering i sin klasse i to deltakelser.
Tidlig i 2014 deltok Mardenborough igjen i Toyota Racing Series og startet for Giles Motorsport . Han vant tre løp og var på pallen totalt syv ganger. Med 782 til 790 poeng var han nummer to etter Andrew Tang på slutten av sesongen . Han fikk en cockpit på Arden International for sesongen av den GP3-serien . Mardenborough vant et løp og ble nummer ni som den beste føreren i sitt racingteam. I tillegg konkurrerte han igjen for OAK Racing i 24 timer i Le Mans og kjørte ett løp hver i United SportsCar Championship (USCC) og British GT Championship. I 2015 byttet Mardenborough til Carlin innen GP3-serien. Med to tredjeplasser som de beste resultatene ble han niende totalt. Da Carlin hadde en ledig cockpit på et arrangement i GP2-serien i 2015 , ble Mardenborough brukt i GP2-serien i stedet for GP3 . Han hoppet også over den siste løpshelgen i GP3-serien. I tillegg mottok Mardenborough et fabrikk-cockpit fra Nissan Motorsports for 2015 FIA World Endurance Championship . Laget kom bare inn i serien for det tredje løpet, 24-timersløpet i Le Mans , og trakk seg deretter fra mesterskapet. I 2015 deltok Mardenborough også i VLN-utholdenhetsmesterskapet Nürburgring . På flyplassdelen tok kjøretøyet av uten ytre forstyrrelser og ble katapultert over sikkerhetsgjerdet da det traff dekkstakken. Én tilskuer ble drept og to andre ble såret. Mardenborough selv overlevde ulykken uskadd.
MON
SIL
HO1
SPI
ZAN
ESP
HUN
BEL
RUS
De forente arabiske emirater
BRN
MON
LMS
SAO
UTE
FUJ
SHA