Nació en Todi (Umbría). Fue presbítero romano apocrisario —embajador plenipotenciario— en Constantinopla, y el 5 de julio del 649 elevado al sumo pontificado.
Su vida fue una continua lucha contra la herejía monoteleta y el emperador bizantino, Constancio II, que la defendía. En esa coyuntura, era preciso mantener la pureza de la fe, porque la Iglesia confiesa en Cristo la plenitud de la naturaleza humana por ser hombre, al mismo tiempo que afirma en Él la perfecta y completa divinidad por ser Dios; en consecuencia, tiene una voluntad humana como la de cada ser humano y una voluntad divina por ser Dios; dos voluntades como dos son las naturalezas. Negarlo suponía una imperfecta comprensión de Cristo o una aniquilación de su humanidad, que se explicaría como suplantada por la divinidad. Y esto era lo que hacían los que llegaron a llamarse monoteletas por afirmar en el Verbo Encarnado la presencia de una sola voluntad.
Al subir al pontificado, el papa Martín convocó un concilio en Letrán (octubre del 643) que condenó la herejía y los documentos imperiales, que se conocen con los nombres de la éctesis y el tipo, inspirados en fuentes heréticas.
El emperador, terriblemente herido en su amor propio y corregido con dureza por la condenación que entendió como una humillación —de hecho suponía una descalificación a sus gestiones políticas—, mandó al exarca Olimpio que se castigase al papa; pero, como lo que este gobernador intentó no le dio resultado, ordenó al exarca siguiente, Caliopa, que prendiese al papa y le remitiese a Constantinopla.
Así lo hizo el gobernador imperial, prendiendo al papa, que estaba enfermo, en la noche del 17 al 18 de junio del 653, y lo embarcó inmediatamente en el Tíber.
Durante el viaje, y, sobre todo, en su estancia en Constantinopla, Martín I sufrió toda suerte de vejaciones, incomodidades, privaciones y malos tratos. Finalmente, condenado por un indigno tribunal, fue enviado al destierro en el Quersoneso, donde murió el 16 de septiembre del año 655.
La Iglesia romana lo venera como mártir, y la Iglesia griega lo honra como confesor.
¿Por qué se meterán a teólogos los emperadores? Quizá por la misma razón que algunos teólogos se convierten en políticos. A lo mejor, uno no se equivoca mucho, si aventura –de modo general– que está por medio el poder productor de dinero, o el dinero que proporciona poder.