Kaliforniya Üniversitesi‘nde felsefe eğitimi aldı. Felsefe üzerine akademik kariyer yapmak istedi ama 1967 yılında UCLA‘ya geçtikten sonra tiyatroyla ilgilendi.

1967 yılında "The Smothers Brothers Comedy Hour" serisi için yazarlık yaptı ve Emmy Ödülü'nü kazandı.

Stand-up komedyen olarak Johnny Carson'ın şovlarında yer alan Martin, daha sonra sinemaya yöneldi. 1977 yılında ilk filmi The Absent-Minded Waiter çekildi. 7 dakika uzunluğunda olan ve senaryosu Martin'e ait olan bu film en iyi kısa film dalında Akademi Ödülleri'ne aday gösterildi.

"The Jerk" filmi ile ilk başrolünü oynayan sanatçı ayrıca "İlişki Durumu: Karmaşık", "Mısır Prensi", "Dead Men Don't Wear Plaid", "The Lonely Guy", "Gelinin Babası", "Çatlak Yönetmen", "Hain", "Big Year", "Pembe Panter", "Billy Lynn's Long Halftime Walk", "Evim" ve daha birçok filmde yer aldı.