Дмитрий Мартынов родился 21 ноября 1991 года в Москве.
Снимается в рекламе с шести лет.
С тринадцати лет начал сниматься в кино. Сыграл роль Егора в фильмах «Ночной дозор» и «Дневной дозор». Снимался в эпизодах сериала «Талисман любви» и фильма «В плену времени». Сыграл роли Тимки в сериалах «Мачеха» и «Взрослые игры».
Озвучивал фильм Волшебная страна, мультфильмы Счастливый зуб и Полярный экспресс.
Окончил школу № 1147. Окончил музыкальную школу по классу фортепиано.