São Martinho I nasceu em Todi, na Toscana, e era padre em Roma quando morreu o Papa Teodoro. Imediatamente foi eleito para sucedê-lo.

Para defender a fé católica que reconhece Jesus Cristo como homem e Deus, o Papa Martinho I convocou um concílio na Basílica de São João de Latrão, para o qual foram convidados todos os bispos do Ocidente. Ali foram condenadas definitivamente todas as teses monotelistas, o que provocou a ira mortal do imperador Constante II.

O imperador ordenou a prisão do Papa Martinho I, mas o comandante da guarda resolveu ir além e planejou matar o Papa. Armou um plano com seu escudeiro, que entrou no local de uma Celebração Eucarística em que o próprio Papa daria a Santa Comunhão aos fiéis. No momento de receber a hóstia, o assassino sacou de seu punhal, mas ficou cego no mesmo instante e fugiu apavorado.

Acusado de ter-se apossado ilegalmente do alto cargo de Sumo Pontífice e de haver tramado com Olímpio, exarca de Ravena, contra Constantinopla, foi conduzido por via marítima até à cidade do Bósforo. A viagem tornou-se um verdadeiro suplício que durou quinze meses e acabou com a saúde do Papa. Mesmo assim, ao chegar à cidade ficou exposto desnudo sobre um leito no meio da rua, para ser insultado pela população. Depois foi jogado em um calabouço, sem as mínimas condições de higiene e alimentação.

O Papa Martinho I foi condenado ao exílio na Criméia. Ele acabou morrendo de fome quatro meses depois. Foi o último Papa a ser martirizado.