tmv_promo.jpg En 2001, At the Drive-in splitte, le groupe se scinde en deux parties : d'un coté les Sparta (avec Jim Ward, Paul Hijonos, Tony Hajjar) et de l'autre De Facto (avec Cedric Bixler Zavala au chant/batterie et Omar Rodriguez Lopez à la basse) qui va évoluer en The Mars Volta avec l'apport de Jon Théodore (batterie) et Eva Gardner (basse). Un premier EP Tremulant (co-produit par Alex Newport) sort en 2002. Eva Gardner quitte le groupe. Pendant la tournée avec les Red Hot Chili Peppers, Jim Ward (technicien audio) est retrouvé mort par overdose. En 2003, le groupe publie De-Loused in comatorium co-produit par Rick Rubin (Beastie Boys, Red Hot Chili Peppers, Slayer, System Of A Down). L'album contient la participation de Flea et John Frusciante, respectivement bassiste et guitariste des RHCP, venu filer un coup de main durant l'enregistrement de l'album. Ils dédient le premier single à leur camarade décédé qui sera remplacé par Paul Hijonos (ex-At the Drive-in). Juan Alderete (basse) et Marcel Rodriguez Lopez (percussions) rejoignent le groupe également pour une tournée qui sera matérialisé sous la forme d'un EP The Mars Volta Live (sorti en 2003). De-Loused in the comatorium accomplit l'exploit de devenir un succès critique et commercial avec une promotion quasiment inexistante.
En 2005, Omar Rodriguez Lopez choisit de produire seul le nouvel album du groupe qui s'intitule Frances the mute. Là encore, c'est un succès critique et commercial en partie grâce au single "The widow" qui a connu un soutien important de la part des radios américaines. Cette même année, le groupe tourne en support de System Of A Down et publie un album live Scabdates. C'est lors d'un voyage à Amsterdam qu'Omar Rodriguez Lopez composera ce qui deviendra la prochaine livraison du groupe, Amputechture, sorti en 2006. Cet album voit une plus large participation de John Frusciante qui exécute les parties de guitare d'Omar Rodriguez Lopez, lequel préfère quant à lui se concentrer sur la production de l'album. En juillet 2006, le batteur Jon Théodore est remplacé par Blake Fleming qui sera également remplacé par Thomas Pridgen en 2007. Le groupe se remet à bosser sur un nouvel album qui sortira début 2008 et s'intitulera The Bedlam in Goliath. L'enregistrement va s'avérer assez chaotique : le groupe connaîtra des problèmes divers (dépression nerveuse d'un ingénieur du son capricieux, inondations du studio) qu'Omar Rodriguez Lopez imputera à une mauvaise expérience de spiritisme avec une planche ouija achetée dans un magasin de curiosité de Jérusalem. Cela n'empêchera pas le groupe de cartonner avec son The Bedlam in Goliath et de connaître un succès incontestable. The Mars Volta garde actuellement une actualité chargée, entre les sorties solos d'Omar Rodriguez Lopez, on parle également d'un album live similaire à Scabdates constitué de morceaux des deux premiers albums, d'un documentaire retraçant l'histoire de The Mars Volta ainsi que d'un nouvel album en phase d'écriture.

Anecdote : l'étymologie du nom The Mars Volta prendrait sa source dans les centres d'intérêts des deux têtes pensantes. "Mars" aurait attrait à tout ce qui touche au domaine de la science fiction. Une "Volta" est un terme utilisé lors d'un changement de scène dans les films du mythique réalisateur italien, Federico Fellini (La Dolce Vita, entre autres). Le groupe a ajouté le "The" pour se démarquer d'un obscur groupe de techno européen.