Народився святий Мартин в італійському містечку Тоді, регіон Умбрія.
Ще молодим отримав священицький сан, за Папи Теодора І деякий час виконував обов’язки легата в Константинополі. Там зустрівся з єрессю монофелітів (вважали, що в Христі була лише одна воля – Божествена), проте, попри опір хибному вченню, мав добрі стосунки з імператором Константом ІІ.649 року Мартина обрали наступником апостола Петра без відома імператора Візантії, який прагнув залишити за собою справу утвердження єпископів Рима. Це призвело до погіршення стосунків Мартина І й Константа ІІ.
Папа довершив справу, яку розпочав Теодор І, скликавши Латеранський синод (649), на якому було засуджено монофелітство та його послідовників, зокрема й Константа ІІ. Розгніваний імператор 653 року ув’язнив Мартина І й перевіз його до Константинополя; там Папу звинуватили в державній зраді й засудили до смертної кари. У день страти з нього привселюдно зняли єпископські шати, закували його в кайдани й відвели на місце покарання. Проте завдяки заступництву Павла ІІ, патріарха Константинополя, смертний вирок замінили на вигнання.
Мартина І заслали в Херсонес. Звідти він написав кілька листів, де висловлював смуток від покинутості (на Святий Престол було обрано Євгенія І), описував скрутні умови й ділився надією, що Церква буде збережена від єресі. Помер 655 року. Через знущання та страждання, які йому довелося знести, святого Мартина І вважають останнім Папою-мучеником. Вшановують його в Західній і Східній Церкві.
Зображають святого в єпископський шатах, із книгою в руці.