Тодд Мартин начал профессиональную карьеру в 1990 году. В этом же году впервые участвует на турнире Большого шлема Открытом чемпионате США, где проигрывает в первом раунде. В 1993 году сумел выйти в финал сразу на пяти турнирах ATP из которых в одном сумел выиграть в Корал Спрингз. По итогу сезона получает награду ATP «Прогресс года». В январе 1994 года выходит в финал Открытого чемпионата Австралии, где в трех сетах уступает победителю турнира Питу Сампрасу. На Уимблдонском турнире и Открытом чемпионате США Тодд сумел дойти до полуфинала. В этом же году он побеждает на двух турнирах в Мемфисе и Лондоне. Впервые в карьере год он завершает в первой десятке. В 1995 году ему удается защитить свой титул на турнире в Мемфисе, а в конце года помогает сборной США по теннису завоевать Кубок Дэвиса.
1996 год начинается с победы на турнире в Сиднее. Во второй раз в карьере в 1996 Мартин выходит в полуфинал на Уимблдонском турнире. Следующие два титула ему удается завоевать в 1998 году. Успех сопутствовал на турнирах в Барселоне и Стокгольме. В 1999 году сумел второй раз в карьере выиграть турнир в Сиднее. На Открытом чемпионате Австралии и Уимблдонском турнире в этом году доходит до четвертьфинальной стадии. На Открытом чемпионате США Тодд Мартин во второй раз сумел выйти в финал турнира Большого шлема. В финале в упорном пятисетовом поединке он уступает американцу Андре Агасси 4-6, 7-6(5), 7-6(2), 3-6, 2-6. Благодаря этому, сразу после турнира он поднимется на самую высокую строчку в рейтинге в карьере — 4 место. По итогам года он финиширует на 7 строчке. В 2000 году принимает участие в теннисном турнире на Олимпийских играх, но уступает уже в первом раунде. На Открытом чемпионате США останавливается в шаге от повторения прошлогоднего результата и выбывает на полуфинальной стадии. В 2004 году окончательно завершает профессиональную карьеру теннисиста.