Simon de Brion (ou Simão de Brie) nasceu na França, em Andrezel, na região de Brie/Touraine. Após um breve período como sacerdote em Rouen, atuou como cônego e tesoureiro da igreja de São Martinho, em Tours. Sua competência administrativa chamou a atenção da coroa francesa, e em 1260 o rei Luís IX (São Luís) o nomeou chanceler da França, cargo de grande relevância política. Em dezembro de 1262, foi elevado a cardeal-presbítero, com o título da igreja de Santa Cecília, pelo papa Urbano IV.

Ao longo das duas décadas seguintes, atuou repetidas vezes como legado papal na França, a serviço de Urbano IV e depois de Clemente IV, sendo o principal negociador do apoio papal à ascensão de Carlos de Anjou, irmão do rei francês, ao trono da Sicília — vínculo político que marcaria profundamente sua futura atuação como papa. Posteriormente, o papa Gregório X voltou a enviá-lo à França como legado, encarregado de coibir abusos eclesiásticos, tendo presidido diversos sínodos de reforma, entre os quais o de Bourges, em 1276.

Após a morte de Nicolau III, em 1280, ocorreu um conclave particularmente tumultuado em Viterbo: Carlos de Anjou interveio diretamente no processo, chegando a mandar prender dois influentes cardeais italianos da família Orsini, sob a alegação de que estariam obstruindo a eleição. Sem essa oposição, Simon de Brion foi eleito por unanimidade em 22 de fevereiro de 1281, adotando o nome de Martinho IV. Em represália ao aprisionamento dos cardeais, Viterbo foi colocada sob interdito eclesiástico, e Roma, hostil à ideia de aceitar um papa francês, recusou-se a recebê-lo — por isso, foi coroado em Orvieto, em 23 de março de 1281.

Seu pontificado foi marcado pelo alinhamento quase incondicional com os interesses de Carlos de Anjou, de quem sempre fora próximo aliado político. Restituiu a Carlos os cargos de senador romano e administrador dos Estados Pontifícios, o que, na prática, fez a Igreja perder parte relevante de sua independência temporal diante da poderosa Casa de Anjou. Essa aliança teve consequências dramáticas: em 1282, eclodiu na Sicília a revolta conhecida como ""Vésperas Sicilianas"", um levante popular apoiado pelo imperador bizantino Miguel VIII Paleólogo e pelo rei Pedro III de Aragão, que resultou no massacre de franceses na ilha e no fim do domínio angevino ali. Martinho IV reagiu excomungando tanto o imperador bizantino quanto o rei aragonês, rompendo de forma definitiva a frágil união com a Igreja oriental que vinha sendo construída desde o Concílio de Lyon de 1274.

Também concedeu aos franciscanos, pela bula ""Ad fructus uberes"" (1281), amplas faculdades para confessar e pregar — privilégio até então reservado ao clero secular —, decisão que gerou forte descontentamento entre bispos e párocos locais. Devido a essas escolhas e ao seu estreito vínculo com os interesses franceses, Martinho IV não foi um pontífice popular em seu tempo. É lembrado também pela literatura: Dante Alighieri o coloca no Purgatório de sua ""Divina Comédia"", associando-o, de forma quase jocosa, ao seu conhecido gosto por enguias e vinho. Faleceu em Perúgia, em 28 de março de 1285.