17歲高小畢業(yè)后到北京、天津等地當(dāng)學(xué)徒工。在“五四”運(yùn)動(dòng)的影響下矢志從軍報(bào)國(guó)，以第一名的成績(jī)考入河南陸軍講武堂學(xué)習(xí)。從講武堂畢業(yè)后被派到連隊(duì)(馮玉祥部隊(duì))任助教、排長(zhǎng)。1927年“四一二”蔣介石叛變革命后，他毅然脫離部隊(duì)回到博興，和已經(jīng)加入共產(chǎn)黨的劉順元、張靜源等同學(xué)接觸，于1931年6月加入中國(guó)共產(chǎn)黨，在博興從事黨的地下工作。先后任博興六區(qū)和四區(qū)聯(lián)莊會(huì)助理員、教練、中共博興縣委軍事部長(zhǎng)兼四區(qū)聯(lián)莊會(huì)地下黨支部書(shū)記。經(jīng)過(guò)短短幾個(gè)月的工作，就控制了聯(lián)莊會(huì)這支100多人的武裝。

1932年秋，中共山東省委軍事部長(zhǎng)張鴻禮到博興指揮“八四暴動(dòng)”。暴動(dòng)中，馬千里帶領(lǐng)興福聯(lián)莊會(huì)的起義人員，收繳了該會(huì)的全部武器；迫使三官?gòu)R的民團(tuán)投降。翌日拂曉，暴動(dòng)隊(duì)伍向5區(qū)進(jìn)軍，在利城與其他暴動(dòng)隊(duì)伍會(huì)合宣布成立“魯東革命軍第一大隊(duì)”，共300余人，馬千里任大隊(duì)長(zhǎng)。其后幾天，部隊(duì)迅速發(fā)展到700余人，在博興四、五、六區(qū)，發(fā)動(dòng)群眾打土豪、開(kāi)倉(cāng)濟(jì)貧，截?fù)魢?guó)民黨政府的汽車(chē)。但這次暴動(dòng)遭到韓復(fù)榘軍隊(duì)鎮(zhèn)壓，只幾天就失敗了。

博興暴動(dòng)失敗后，馬千里被通緝，妻子被捕，幼子慘死，這些并沒(méi)動(dòng)搖他的革命信念。他和張復(fù)生（又名張仿，后叛變）一起去濰坊、即墨、天津、北京等地。因找不到中共黨組織，便棲身于國(guó)民黨軍高桂滋部任連長(zhǎng)。1935年冬，他帶領(lǐng)4名士兵，攜槍投奔陜北蘇區(qū)參加了紅軍。先后在紅軍大學(xué)當(dāng)教員、任韋國(guó)清營(yíng)三連軍事助教和八路軍總政統(tǒng)戰(zhàn)部干事。在此，周恩來(lái)指示，為他恢復(fù)了黨籍，并派他到東北軍中開(kāi)展統(tǒng)戰(zhàn)工作。在爭(zhēng)取李仙洲、高桂滋、井岳秀三個(gè)師的工作中做了大量工作。后被派往安定縣委任統(tǒng)戰(zhàn)部長(zhǎng)。1936年，馬千里入“抗大”學(xué)習(xí)。1938年被派回山東清河區(qū)任八路軍山東縱隊(duì)第三支隊(duì)七團(tuán)副團(tuán)長(zhǎng)， 帶領(lǐng)部隊(duì)活動(dòng)在鄒平、 長(zhǎng)山、濱縣、青城一帶。1939年4月22日，馬千里率七團(tuán)駐長(zhǎng)山縣愛(ài)賢村，日偽軍前來(lái)“掃蕩”，他帶4個(gè)排隱蔽在村外樹(shù)林里。戰(zhàn)斗打響后，敵人組織了8次沖鋒，均被七團(tuán)打退。他被敵彈擊中腿部，仍繼續(xù)指揮作戰(zhàn)，一直打到天黑。此戰(zhàn)殲敵70余人，殘敵撤退。馬千里傷愈后任三支隊(duì)獨(dú)立團(tuán)政委、第六軍分區(qū)司令員等職。

1940年春，三支隊(duì)向小清河以北進(jìn)軍，馬千里率先遣部隊(duì)挺進(jìn)博興一帶。他以個(gè)人的名義發(fā)布了《告博興父老書(shū)》，積極向群眾宣傳抗日，開(kāi)展統(tǒng)戰(zhàn)工作。立足以后，指揮東路部隊(duì)突破國(guó)民黨頑軍李寰秋、周勝芳、成建基等部的堵截，插入博興和廣饒北部，與李曼村、韓子衡指揮的西路部隊(duì)匯合，在廣北、博興、蒲臺(tái)、利津、高苑一帶和日、偽、頑軍展開(kāi)角逐。3月3日，日偽軍500多人突然將東路部隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)包圍在博興東王文村。70余名指戰(zhàn)員，奮力還擊，打退了敵人10次沖鋒。在彈藥已用完的困境中，冒著敵人施放的毒氣，用刺刀、磚頭、瓦片和敵人展開(kāi)巷戰(zhàn)，敵人傷亡百余，七團(tuán)21人壯烈殉國(guó)。東王文戰(zhàn)斗，八路軍聲威大震。國(guó)民黨頑軍劉景良、薛儒華、周勝芳等部又組織了4000多人的“剿共”聯(lián)軍，向八路軍山縱三支隊(duì)圍攻。馬千里指揮東路部隊(duì)給敵人迎頭痛擊后，與中路、西路部隊(duì)會(huì)師，共同向敵人反擊，激戰(zhàn)10余天，粉碎了敵人的圍剿，使八路軍山縱三支隊(duì)控制了小清河以北黃河以南的廣大地區(qū)。

1940年9月，清河軍區(qū)部隊(duì)改編為山縱三旅后，馬千里任旅參謀處長(zhǎng)、清中軍分區(qū)司令等職。

1941年8月26日，馬千里與三旅旅長(zhǎng)許世友、副旅長(zhǎng)楊國(guó)夫率三旅部隊(duì)大部進(jìn)軍墾區(qū)，打敗了長(zhǎng)期盤(pán)踞墾區(qū)的國(guó)民黨頑固派反動(dòng)武裝，收編、殲滅了土匪，解放了墾區(qū)全境。

1946年，國(guó)民黨軍向解放區(qū)發(fā)動(dòng)軍事進(jìn)攻，并向山東渤海區(qū)派出大批武裝匪特，進(jìn)行反動(dòng)宣傳、搶劫、暗殺、制造暴亂等恐怖活動(dòng)。為加強(qiáng)剿匪工作，渤海區(qū)黨委和軍區(qū)成立剿匪指揮部，馬千里任指揮，組織了500余人的騎兵大隊(duì)和部分精干地方武裝，和馮鼎平分別帶領(lǐng)東西兩路剿匪部隊(duì)，開(kāi)展全面剿匪斗爭(zhēng)。馬千里親率騎兵大隊(duì)和一個(gè)步兵連，馳騁于惠民、商河、濟(jì)陽(yáng)各地，向匪特展開(kāi)猛烈的軍事進(jìn)攻和政治攻勢(shì)。經(jīng)大小戰(zhàn)斗150多次，連戰(zhàn)皆捷。在大半年的時(shí)間內(nèi)，1.3萬(wàn)多名匪特基本上被殲滅。

1948年初，在由康生把持的渤海區(qū)土改整黨會(huì)議上，馬千里無(wú)辜受株連，被調(diào)出渤海區(qū)到鐵路部門(mén)工作。他一如既往，無(wú)條件地接受任務(wù)，帶領(lǐng)2000人的武裝，接管、搶修和保衛(wèi)膠濟(jì)鐵路，保證運(yùn)輸暢通，支援渤海十縱解放濟(jì)南，圓滿完成任務(wù)。濟(jì)南解放后，馬千里是軍管會(huì)成員之一，任華東鐵路警備部隊(duì)副司令、濟(jì)南鐵路局公安處長(zhǎng)等職。當(dāng)時(shí)，國(guó)民黨散匪、特務(wù)、地痞流氓活動(dòng)猖獗，經(jīng)常破壞鐵路，搶劫物資和乘客。馬千里親率部隊(duì)乘警車(chē)沿徐州、蚌埠、南京、上海等鐵路線巡視，部署部隊(duì)加強(qiáng)警戒，發(fā)動(dòng)職工、民兵、群眾護(hù)路，并大張旗鼓地鎮(zhèn)壓了一批首犯，打擊了匪特的囂張氣焰。1949年夏，黃河水猛漲，嚴(yán)重威脅著鐵路的安全。馬千里帶領(lǐng)軍民，在濟(jì)南附近的險(xiǎn)工河段，日夜固堤搶險(xiǎn)，奮戰(zhàn)十幾個(gè)晝夜，戰(zhàn)勝了伏汛，個(gè)人立二等功。1953年，為解決國(guó)家急需的木材運(yùn)輸問(wèn)題，鐵道部專(zhuān)門(mén)成立第六工程局，負(fù)責(zé)搶修東北的森林鐵路，調(diào)馬千里任該局黨委書(shū)記兼副局長(zhǎng)。這時(shí)他已年過(guò)半百，身帶殘疾，他不顧嚴(yán)寒酷暑，奔波于大興安嶺地區(qū)，按期完成自伊春至雙河子、紅山的鐵路搶修任務(wù)。3年困難時(shí)期，花甲之年的馬千里就任鐵道部生活管理局副局長(zhǎng)、視察員等職，親率工作組深入蘭新、包蘭、西隴海等線，和干部職工同吃同住，幫助解決鐵路職工的生活困難，穩(wěn)定了職工隊(duì)伍。1982年馬千里離休后，幫助黨史、史志部門(mén)征集、撰寫(xiě)黨史資料；幫助戰(zhàn)友、部下、群眾解決歷史遺留問(wèn)題，平反冤假錯(cuò)案，落實(shí)政策；為家鄉(xiāng)引進(jìn)致富門(mén)路，受到鄉(xiāng)親們的歡迎和愛(ài)戴。

1992年6月9日馬千里因病逝世。