Родился Стив Мартин в Уэйко (штат Техас, США) 14 августа 1945 года. В подростковом возрасте актёр, подрабатывающий в теннисных парках «Диснейленда», развлекал посетителей различными фокусами и игрой на банджо. Образование Стив получает в Калифорнийском университете. Некоторое время актёр даже изучал философию, однако успехов на этом поприще, к радости фанатов, не достиг. В один прекрасный день актёр понимает, что именно комедия — дело всей его жизни. Первые свои шаги в этом направлении он предпринимает, выступая в различных клубах в качестве комического актёра разговорного жанра. На этом направлении Мартин добивается значительных успехов, два его комедийных альбома «A Wild and Crazy Guy» и «Let's Get Small» получают премию «Грэмми».
В кино Мартин дебютирует одновременно в качестве актёра и сценариста в фильме «Рассеянный официант» (1977). Кроме того, в 1979 году он в качестве актёра и одного из соавторов сценария принимает участие в работе над фильмом «Придурок» (1979). В 1981 играет в комедии «Гроши с неба» (1981) вместе с Херберт Росс и Бернадетт Питерс.
Одну из ролей он играет и в следующей картине, снятой по его сценарию, — «Роксана» (1987). Эта картина приносит Стиву не только любовь зрителей, но и награду от Писательской Гильдии Америки за лучший сценарий и премию от Лос-Анджелесской Киноассоциации Критиков за лучшую роль. Кроме всего прочего Мартин был ещё и исполнительным продюсером картины.
В 1988 году на экраны выходит картина Фрэнка Оза «Отпетые мошенники» с Мартином в главной роли, а в 1989 неплохая семейная комедия «Родители» в которой он работает на одной съемочной площадке с Дианой Вест и Мэри Стинбурген.
В 1991 году в прокат выходит картина «Лос-Анджелесская история» в которой Мартин вновь выступает одновременно в качестве актёра, сценариста и исполнительного продюсера. В течение двух последующих лет выходят ещё три фильма с его участием: «Большой каньон» (1991) и «Отец невесты» (1991) и «Хозяйка дома» (1992), за роли в двух последних картинах актёр получает приз зрительских симпатий.
За роль во второй части нашумевшей картины — «Отец Невесты-2» (1995) Стива номинируют на «Золотой Глобус». В 1999 вместе с Эдди Мерфи играет в картине Фрэнка Оза «Клевый парень».
В 2001 году, 2003 году и 2010 году вёл церемонию награждения премией «Оскар».
За последние несколько лет неутомимый актёр написал шесть сценариев и сыграл около десятка ролей. Наиболее заметными премьерами с участием актёра стали: «Секрет Джо Гулда» (2000), «Продавщица» (2005) и «Ой, Мамочки» (2008). В 2007 был награждён премией имени Кеннеди. В 2009 году на экран вышли ещё две работы актёра: «Простые сложности» и «Розовая пантера:2». А в 2011 году планируется выпуск фильмов «Большой год» и документального «Troubadours».