En 2019, Marín est éliminée lors de son premier match en -76 kg aux Championnats du monde qui se sont tenus à Astana, au Kazakhstan[5]. Lors du Championnat du monde des moins de 23 ans 2019 à Budapest, en Hongrie, elle remporte la médaille d'or en -72 kg[6],[7] en battant la Chinoise Wang Xiaoqian(en) lors du match pour la médaille d'or[7]. Elle devient la première athlète cubaine a remporter le titre chez les juniors[8].
En 2020, Marín participe au tournoi de qualification olympique panaméricain sans réussir à se qualifier pour les Jeux olympiques d'été de 2020[9]. Elle ne réussit pas non plus à se qualifier pour les Jeux lors du tournoi mondial de qualification olympique de 2021 organisé à Sofia, en Bulgarie[10].
Elle remporte la médaille d'or en -76 kg aux Jeux panaméricains juniors de 2021 à Cali, en Colombie[3]. En conséquence, elle se qualifie directement pour les Jeux panaméricains de 2023[11].
Elle concoure dans l'épreuve des -76 kg aux Championnats du monde 2022 à Belgrade, en Serbie[12]. Elle gagne son premier match et avant d'être éliminée par l'Ukrainienne Anastasiia Shustova[12].
Marín gagne l'une des médailles de bronze en -76 kg Jeux d'Amérique centrale et des Caraïbes de 2023 à San Salvador, au Salvador[13]. En septembre 2023, elle perd son match pour la médaille de bronze en -76 kg aux Championnats du monde 2023[14]. Milaimys Marín gagne un match contre la Roumaine Cătălina Axente(en) et obtient une place de quota pour Cuba pour les Jeux olympiques d'été de 2024[14],[15].
En novembre 2023, elle remporte la médaille d'or en -76 kg aux Jeux panaméricains[1]. Elle bat la Colombienne Tatiana Rentería lors du match pour la médaille d'or[1].
Elle gagne l'une des médailles de bronze en -76 kg aux Jeux olympiques d'été de 2024[16],[17], battant la Kazakhe Aiperi Medet Kyzy dans son match pour la médaille de bronze[17].
↑Daniel Etchells, « Cuban strikes gold as women's action concludes at UWW Under-23 World Championships », InsideTheGames.biz, (lire en ligne, consulté le )
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