Originário de Todi, na Itália, e diácono da Igreja romana, Martinho foi eleito para o sumo pontificado após a morte do Papa Teodoro (13 de Maio de 649) e logo mostrou mão firme ao governo do leme da barca de Pedro: não pediu nem aguardou o consentimento à sua eleição da parte do Imperador Constante II, que no ano anterior havia promulgado o Tipo, um documento em defesa da tese herética dos monotelitas (heresia condenada no concílio de Constantinopla, 680-681, que afirmava haver em Cristo duas naturezas – a divina e a humana – mas uma só vontade, a vontade divina). Para barrar a difusão dessa heresia, três meses após a sua eleição, o Papa Martinho convocou para a Basílica de São João de Latrão um grande Concílio, para o qual foram convidados todos os bispos do Ocidente. A condenação dos escritos monotelitas, sancionada nas cinco sessões solenes, provocou uma irritadíssima reacção da corte bizantina. O Imperador ordenou ao exarca de Ravena, Olímpio, que fosse a Roma e prendesse o Papa. Olímpio quis cumprir as ordens imperiais, mas com algumas alterações, e tentou, por meio do seu escudeiro, assassinar o Papa durante a celebração da missa em Santa Maria Maior.
No momento de receber a hóstia consagrada das mãos do Pontífice, o sicário puxou o punhal, mas foi imediatamente atingido por uma cegueira total. Terá provavelmente sido esse facto que convenceu Olímpio a mudar de atitude, a reconciliar-se com o santo Pontífice e a projectar uma luta armada contra Constantinopla. Em 653, morto Olímpio de peste, o Imperador pôde cumprir a sua vingança, fazendo com que o novo exarca de Ravena, Teodoro Calíopa, prendesse o Papa. Martinho, acusado de se ter apoderado ilegalmente do alto cargo de sumo pontífice e de haver conspirado com Olímpio contra Constantinopla, foi conduzido por via marítima até à cidade do Bósforo. A longa viagem, que durou 15 meses, foi o início de um cruel martírio. Durante as numerosas escalas, nenhum dos muitos fiéis que foram encontrar-se com o Papa foi autorizado a aproximar-se dele. Ao prisioneiro não era dada nem água para se lavar.
Chegando a Constantinopla a 17 de Setembro de 654, o Papa ficou um dia inteiro estendido numa cama, na rua, recebendo os insultos do povo, antes de ser fechado durante três meses na prisão Prandiária. Iniciou-se então um longo e exaustivo processo, durante o qual os sofrimentos foram tão grandes, que o acusado terá murmurado: “Façam de mim o que quiserem; qualquer morte será para mim um benefício.” Humilhado publicamente, despido e exposto aos rigores do frio, carregado de correntes, foi fechado na cela reservada aos condenados à morte. A 16 de Março de 655, mandaram-no secretamente para o exílio em Quersoneso, na Criméia. Sofreu fome e foi enfraquecendo no mais absoluto abandono durante mais quatro meses, até que a morte o colheu, fraco de corpo mas não de vontade, a 16 de Setembro de 655.
