Nascido em Todi e anteriormente diácono da Igreja, Martinho foi eleito Papa após a morte do Papa Teodoro em 13 de maio de 649. Assumindo a liderança da Igreja com uma mão firme, Martinho I demonstrou sua autoridade ao tomar decisões antes mesmo de receber a aprovação do imperador.

Nessa época, a relação entre o poder secular e a Igreja estava tensa, com os governantes interferindo nas questões religiosas. O Papa Martinho I enfrentou o imperador Constante II, que apoiava as teses hereges dos monotelistas, que negavam a natureza humana de Cristo. O papa convocou um grande Concílio na basílica de São João de Latrão, condenando definitivamente as teses monotelistas. Isso irritou profundamente o imperador, que ordenou a prisão de Martinho.

Constante II, através de seu representante Olímpio, tentou até mesmo assassinar o Papa durante uma missa, mas o agressor ficou cego e fugiu apavorado. Olímpio depois se aliou a Martinho, mas faleceu vítima da peste. Constante II então ordenou a prisão de Martinho e sua transferência para Bósforo, onde foi submetido a uma série de humilhações e sofrimentos.

Após um julgamento controverso, o Papa Martinho I foi condenado ao exílio na Criméia, uma região ao sul da Rússia. Ele foi submetido a uma viagem angustiante e sofrida, durante a qual sofreu de fome e más condições de saúde. Quatro meses após chegar à Criméia, Martinho I morreu de fome em 16 de setembro de 655. Ele se tornou o último papa a ser martirizado.

Sua memória é honrada pela Igreja no dia 13 de abril, marcando seu compromisso com a defesa da doutrina cristã e sua resistência firme às interferências do poder secular sobre os assuntos eclesiásticos. A vida e o martírio do Papa Martinho I são um testemunho da fidelidade e coragem dos líderes da Igreja em defesa da fé.