Сын французского эмигранта, гобоиста Алексиса Сен-Мартена, итальянизировавшего свою фамилию. Учился музыке у отца, с 1717 года играл в церкви Сан Чельсо. Первое сочинение Саммартини датируется 1725 годом. Активный организатор музыкальной жизни Милана, стал одним из наиболее популярных музыкантов эпохи. Был знаком с Моцартом, Боккерини, Иоганном Иоахимом Квантцем, Иоганном Кристианом Бахом, среди его учеников — Кристоф Виллибальд Глюк. В 1758 году выступил одним из основателей Миланской филармонической академии. Его старший брат Джузеппе Бальдассаре (1695—1750), гобоист и композитор, остался менее известным.
Автор трёх опер («Мехмет», 1732, и др.), около 70 симфоний, струнных трио, квартетов и квинтетов, концертов и сонат, хоровых и вокальных сочинений, литургической музыки. Один из создателей жанра концертной симфонии, итальянской увертюры.
После смерти композитора его музыка оказалась быстро забытой и была воскрешена лишь в XX веке.
Среди других, сочинения Саммартини исполняли и записывали Михала Петри, Бруно Канино.