Нарадзіўся ў Тодзі ў Умбрыі (Італія). У ліпені 649 г. быў абраны Папам. Марцін узышоў на Пасад святога Пятра, не пытаючыся згоды імператара, таму з самага пачатку меў напружаныя адносіны са свецкай уладай. Яны яшчэ больш пагоршыліся, калі на Латэранскім Саборы Папа асудзіў манафеліцтва і імкнуўся да таго, каб пастановы Сабору былі прынятыя і на хрысціянскім Усходзе. У выніку імператар загадаў свайму намесніку ў Рыме зняволіць Папу ў Латэранскай базыліцы, а потым даставіць у Канстанцінопаль, дзе Марцін І быў асуджаны на смяротнае пакаранне па абвінавачанні ў дзяржаўнай здрадзе.
Па хадайніцтве Канстанцінопальскага патрыярха Паўла ІІ смяротная кара была заменена на выгнанне. Папу выслалі ў Корсунь (Херсанэс) у Крыме, дзе 16 верасня 655 г. ён памёр, забыты і пакінуты ўсімі. Яшчэ пры жыцці Марціна І рымскае духавенства выбрала новага Папу. Гэта моцна расчаравала Марціна, пра што ён пісаў у сваіх лістах з выгнання. Касцёл ушаноўвае святога Папу Марціна І як мучаніка.
