Народився 6 червня 1966 року в Людинові Калузької області (Росія).
У 1989 році закінчив Дніпропетровський університет за спеціальністю «інженер-електрик систем автоматичного керування» та влаштувався на роботу в кооператив «Фіаніт».
У 1991 році разом із Ігорем Коломойським та Геннадієм Боголюбовим заснував компанію «Сентоза».
У 1992 році спільно з Коломойським, Боголюбовим та Милославським заснували КБ «ПриватБанк». Із 2000 року до націоналізації банку Мартинов був членом наглядової ради.
В 2006 році став директором ТОВ «Солм ЛТД», що займається феросплавним бізнесом ФПГ «Приват» в Україні.
2006 — невдало балотувався до ВРУ за списками «Селянської партії».
14-те місце у списку топ-багатіїв України за версією журналу «Фокус» із сумою в $1,285 млрд станом на лютий 2008-го року.
У рейтингу журналу «НВ» «топ-100 найбагатших українців», опублікованому у жовтні 2019 року, статки оцінено у $602 млн. (зменшення на 33 % у порівнянні із 2018 роком); 12 місце в рейтингу.
Перша дружина — Мартинова Ельвіра Аузаховна, 24 серпня 1966 року народження, померла.
Друга дружина (у шлюбі 2009—2020) — Мартинова Тетяна Олександрівна.
Має чотирьох дітей.
16.12.2022