A vértanúságot szenvedett Márton Todiból (ma: Olaszország, Umbria régió) származott. I. Tódor (Theodórosz) pápa halála után, 649-ben választották Róma püspökévé, előtte pápai követ, apokrisziariusz volt Konstantinápolyban, a császári udvarban, a kalkedoni zsinat tanítása alapján kirobbant monotheleta-vita idejében. (A monotheletizmus fogalma a görög egy akarat kifejezésből származik; a krisztológiai tévtanítás lényege az volt, hogy Krisztusban csak egy akarat van, az isteni akarat teljesen fölszívta az emberit.) A korszakot, melynek sokat szenvedett pápája lett, a konstantinápolyi császári udvarnak az Egyházra gyakorolt nyomása jellemezte.
Püspöki székét Márton pápa II. Konsztasz császár (641–668) jóváhagyása nélkül foglalta el. Fölszentelése után zsinatot (649. október 5–31.) hívott össze Rómába, a Lateránba. A tanácskozáson a fő szerepet a hazájukból Rómába menekült görögök játszották, köztük Hitvalló Szent Maximosz. A zsinat elutasította a császár rendeletét – melynek révén hatalmi szóval próbált véget vetni a teológiai vitának – és kiközösítette a kalkedoni tanítás ellenzőit.
Az uralkodó Itáliába küldte Olimpiosz exarchát, hogy elérje: a római egyházban fogadják el rendeletét; továbbá tartóztassa le Mártont. Ám az exarcha ellenszegült a császár akaratának. Néhány évre Itália uralkodójává is vált, de halála után új császári küldött érkezett, aki végrehajtotta a parancsot: Márton pápát – másokkal, többek között Maximosszal együtt – 653-ban letartóztatta, és Konstantinápolyba vitette. Ott fogságba vetették, majd kirakatpert folytattak ellene: a teológiai vitát figyelmen kívül hagyva, felségsértéssel vádolták meg, valamint hogy összejátszott a császárnak ellenszegülő Olimposszal.
A per halálos ítélettel zárult, majd további kísérleteket tettek arra, hogy Mártont nézeteinek megváltoztatására bírják rá, ám ő állhatatos maradt. Végül kivégzés helyett száműzték, a Krím félszigeten található Kherszonészoszba. Ott halt meg, 655. szeptember 16-án. Még az előző évben Rómában új püspököt választottak, Szent I. Jenő pápát.
Márton testét később Rómába, a San Mar¬tino ai monti templomba vitették. Emléknapja a XI. századtól 1969-ig november 12-én volt, egy IX. századi martirológium alapján, mely ekkorra tette halála napját. Ugyanakkor görög életrajza szerint ez április 13-án történt, így ezen a napon ünnepelték. Ma már a Katolikus és az Ortodox Egyház azonos napon emlékezik meg róla.