Nacque a Todi verso il 590. Fu eletto e consacrato a Roma nel 649. Era stato apocrisiario, cioè nunzio del papa a Costantinopoli. Dopo la sua elezione riunì il primo concilio di Laterano, che condannò l'eresia dei Monoteliti e definì la distinzione delle volontà umana e divina nella persona di Gesù Cristo. L'imperatore Costante II, protettore dichiarato del monotelismo, fece arrestare Martino I nella basilica Laterana e lo fece trascinare a Costantinopoli (653), poi nel Chersoneso. Ivi appunto morì, per i maltrattamenti, il papa prigioniero, nel 655. La sua salma fu poi portata a Costantinopoli, indi a Roma, dove fu sepolta nella chiesa che prese il nome di S. Martino dei Monti. Rimasero di lui alcune lettere.