Marlene Ahrens est née à Concepción de parents immigrés allemands.
Aux Jeux olympiques de Melbourne en 1956 où Marlene Ahrens fut le porte-drapeau et la seule femme de la délégation chilienne, elle lance le javelot à 50,38 m en obtenant la médaille d'argent le , dépassée seulement par la Soviétique (Lettone) Inese Jaunzeme. Elle bat par la même occasion le record d'Amérique du Sud. C'est la deuxième médaille olympique pour l'athlétisme chilien, après celle obtenue en 1928 par Manuel Plaza[2].
Elle sera également porte-drapeau lors des Jeux de Rome en 1960.
Un an avant les Jeux de Tokyo, elle révèle à la presse avoir subi des avances sexuelles de la part d'un dirigeant sportif, ce qui la conduit à une suspension et l'empêche de participer aux Jeux[3],[4].
Elle met alors un terme à sa carrière athlétique.
En 1967, elle devient championne du Chili de tennis en double mixte.
Elle pratique l'équitation et représente son pays aux Jeux panaméricains de 1995, à l'âge de 62 ans[5].
Marlene Ahrens est par ailleurs double médaillée d'or aux Jeux panaméricains de 1959 et de 1963, et quadruple championne d'Amérique du Sud entre 1956 et 1963[6].
Le Centre d'Entraînement Olympique du Chili porte son nom depuis le .
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