Thánh Martinô I sinh tại Tôđi, miền Umbria.
Đức Giáo hoàng đặt Ngài làm đại diện ở Constantinophe. Tại đây, Ngài đã nhiệt thành chống lại Nhất ý thuyết. Lạc giáo này dạy rằng: nơi Chúa Giêsu chỉ có một ý chí, ý chí thần linh. Như vậy là họ chối bỏ ý chí riêng của nhân tính Ngài.
Năm 649, khi Đức Thêdôre qua đời, thánh Martinô được cử lên ngôi kế vị thánh Phêrô. Ngay tháng 10 năm này, Ngài đã triệu tập công đồng Lêtêranô để kết án lạc thuyết. Làm như vậy Ngài đã liều chuốc lấy phản ứng độc hại của Contance II, một hoàng đế trẻ theo lạc giáo, và muốn bắt Giáo hội phải chấp nhận sắc lệnh “Type” về giáo lý của ông. Ngày 17 tháng 6 năm 653, quan thái thú đại diện hoàng đế là Calliopas ở Ravennna Italia đã bắt Đức giáo hoàng trong nhà thờ chính tòa. Ngài bị tố cáo đồng lõa trong cuộc phản loạn của quan thái thú tiền nhiệm là Olymius.
Sau đó Ngài bị đưa về Constantinople bằng tàu. Sẵn đau khổ vì bệnh đau khớp xương, cuộc hành trìnnh còn khổ cực thêm vì bị mất thực phẩm tối thiểu, bị cấm không được tắm rửa. Ngày 17 tháng 9, Ngài tới Constantinople và bị gian trong một nhà tù cho tới ngày 20 tháng 12. Tại một tòa án giả tạo với sư hiện diện của hoàng đế, Ngài bị truất ngôi và bị kết án tử hình.
Bị bỏ rơi trong ngục thất, thánh Martinô vô cùng cực khổ vì lạnh. Một phụ nữ lén cho Ngài một chiếc giường và một chiếc nệm. Khi ấy, Thượng phụ giáo chủ Constantinople hấp hối, ông ta sợ bị đoán phạt trước tòa Chúa nên xin Hoàng đế đừng xử tử tù nhân. Nhưng thánh Martinô lại bị lưu đày tới Cherson ở Crimea.
Tại đây, Ngài qua đời vì thiếu thốn, có lẽ vào ngày 03 tháng 4 năm 656.