Относится к сельскому поселению Чисменское, до муниципальной реформы 2006 года относился к Анинскому сельскому округу[2][3]. Население — 73[1] чел. (2010).
До 1997 года — посёлок Волоколамского базисного питомника. Переименован в соответствии с Решением Московской областной думы от 26.02.97 № 10/122 «О переименовании отдельных населённых пунктов Московской области»[4].
Посёлок Трёхмарьино расположен у Волоколамского шоссе примерно в 7 км к востоку от центра города Волоколамска. Связан автобусным сообщением с районным центром и посёлком городского типа Сычёво[5]. Ближайшие населённые пункты — деревня Ядрово и посёлок при станции Матрёнино. У посёлка Трёхмарьино берёт начало река Городня (бассейн Иваньковского водохранилища)[6].