Martin, được sinh ra với tên Dino Paul Crocetti tại thành phố Steubenville, Ohio, là con trai của Gaetano Alfonso "Guy" Crocetti, một nhà nhập cư người Ý làm thợ cắt tóc, và vợ của ông là Angela (Barra) Crocetti, người sinh ra tại Ohio. Ông chỉ nói tiếng Ý cho đến khi năm tuổi. Martin đã trải qua những ngày tháng khó khăn, từ làm võ sĩ quyền Anh ("Kid Crochet"), công nhân nhà máy thép, nhân viên trạm xăng đến nhân viên đánh bạc tại sòng bạc. Năm 1946, Martin có cơ hội đầu tiên để trở thành ngôi sao, khi cùng hợp tác với một người lao động khác đang cố gắng thành công tại Hollywood: Jerry Lewis. Các bộ phim như At War with the Army (1950) đã đưa cặp đôi đi vào con đường của danh vọng. Họ trở thành một trong những đội tuyệt vời nhất của Hollywood. Họ làm việc cùng nhau trong 11 năm và tham gia diễn xuất trong 16 bộ phim. Mặc dù có sự xung đột về tính cách đã chia rời đội tuyệt vời này. Ngay cả khi không có Lewis, Martin vẫn là một siêu sao thực sự. Không nhiều người nghĩ rằng Martin sẽ thành công một mình, nhưng ông đã làm được điều đó, giành được sự công nhận từ giới phê bình cho vai diễn trong The Young Lions (1958) với Marlon Brando và Montgomery Clift, và Some Came Running (1958), với Shirley MacLaine và Frank Sinatra. Các bộ phim như Rio Bravo (1959) đã mang lại danh tiếng quốc tế cho ông. Một trong những bộ phim ghi nhớ nhất của ông là Ocean's Eleven (1960), trong đó ông đóng vai Sam Harmon cùng với các thành viên khác của đội huyền thoại Rat Pack: Frank Sinatra, Sammy Davis Jr., Joey Bishop và Peter Lawford. Martin tiếp tục thể hiện sức mạnh tại bảng xếp hạng phòng vé trong những năm 1960 với các bộ phim như Bells Are Ringing (1960) và Robin and the 7 Hoods (1964), lại hợp tác với đồng đội Sammy Davis Jr. và Sinatra của ông. Khi đó, trang điểm của ông trong các bộ phim về Matt Helm - một điệp viên bí mật và chương trình truyền hình đặc biệt của riêng mình trở thành biểu tượng của ông. Airport (1970) theo sau, với Martin làm phi công. Ông đóng vai một linh mục giả trong The Cannonball Run (1981).Vào năm 1965, Martin đã khám phá phong cách mới để giải trí cho người hâm mộ của mình: Truyền hình. Năm đó, ông đã làm dẫn chương trình cho một trong những series truyền hình thành công nhất lịch sử: The Dean Martin Show (1965), kéo dài cho đến năm 1973. Năm 1965, nó đã giành được giải thưởng Quả cầu Vàng. Năm 1973, ông đổi tên thành "The Dean Martin Comedy Hour", và từ năm 1974 đến 1984, nó được đổi tên lại một lần nữa, lần này là "The Dean Martin Celebrity Roasts". Nó trở thành một trong những series truyền hình thành công nhất lịch sử, lăng xê những ngôi sao như Bob Hope, Frank Sinatra, Lucille Ball, James Stewart, George Burns, Milton Berle, Don Rickles, Phyllis Diller và Joe Namath. Vai trò công khai cuối cùng của ông là trở lại sân khấu cho một tour diễn hòa nhạc trên toàn quốc với Davis và Sinatra. Ông đã nói về đồng đội Rat Pack của mình một cách yêu thương. "Sự thỏa mãn mà tôi nhận được khi làm việc với hai tên lừa đảo này là chúng tôi có nhiều tiếng cười hơn cả khán giả", Martin nói. Sau những năm 1980, Martin sống nhàn hạ cho đến khi con trai của ông, Dean Paul Martin, qua đời trong một vụ tai nạn máy bay vào tháng 3 năm 1987. Bị tàn phá bởi sự mất mát, mà ông không bao giờ hồi phục lại được, ông rời bỏ cuộc hợp tác với Sinatra và Davis. Martin đã dành những năm cuối đời của mình sống cô đơn, rời xa ánh sáng công chúng. Là người hút thuốc nặng suốt đời, Martin qua đời ngày Lễ Giáng Sinh năm 1995, 78 tuổi, do biến chứng của ung thư phổi.
Lời đồn lan truyền trong nhiều năm rằng hầu hết những "rượu" anh ta uống trên sân khấu trong các buổi biểu diễn nổi tiếng "Rat Pack" thật sự là nước táo. Con trai Dean Paul Martin đã xác nhận những lời đồn này sau khi chương trình kết thúc, khẳng định rằng cha anh không thể biểu diễn nếu anh ta đã uống được nhiều rượu như vậy thật.
Anh ta đã rất đau đớn vì vụ án mạng của người đồng diễn trong phim "The Wrecking Crew" (1968) là Sharon Tate vào ngày 9 tháng 8 năm 1969, nên anh ta đã từ bỏ phần tiếp theo đã được thông báo trước đó trong loạt phim "Matt Helm" (có tựa đề là "The Ravagers") và không bao giờ thể hiện vai diễn đó nữa.
Anh ấy và các thành viên khác trong nhóm Rat Pack bị cấm tham dự lễ tang Marilyn Monroe bởi Joe DiMaggio.
Anh ấy và Frank Sinatra là những người bạn thân nhất, một sự thật mà anh ấy rất quý trong lòng. Hai người họ không nói chuyện nhiều trong những năm sau khi Dean từ bỏ tour "Rat Pack Reunion", mặc dù họ đã làm hòa vài tháng trước khi Dean qua đời sau một bữa tối và một cuộc cãi vã với bánh mì.
Anh và cựu vợ Jeanne Martin duy trì một tình bạn sau khi ly hôn và tư vấn cho nhau về các vấn đề gia đình. Khi sức khỏe của anh suy yếu, Jeanne khuyến khích anh không lo lắng về cái chết và nhìn nhận nó như một cơ hội mà anh ấy đã mong mỏi, để được đoàn tụ với con trai Dean Paul Martin và với cha mẹ mình.
Nếu mọi người muốn nghĩ rằng tôi uống say và đi ngủ khuya suốt đêm, thì để họ nghĩ vậy.
Đó là cách tôi đến được đây, bạn biết đấy.
Tôi có bảy đứa con. Ba từ bạn nghe nhiều nhất trong nhà tôi là "Xin chào", "Tạm biệt" và "Tôi mang bầu".
Bạn muốn nghe một cách thẳng thắn, hãy mua album.
[Sau khi nộp đơn ly hôn với vợ thứ hai] Tôi biết rằng đó là cách làm quý ông, để cho vợ đệ trình đơn. Nhưng, dù sao đi nữa, ai cũng biết tôi không phải quý ông.
Tôi uống vì cơ thể tôi khao khát, cần sự cồn. Tôi không uống, cơ thể tôi là một người nghiện.
Giọng nói mượt mà, giàu cảm xúc với giọng địa phương Ohio.
Một điếu thuốc và một ly rượu mỗi khi anh ta biểu diễn trong những buổi biểu diễn ở quán đêm của mình.
Thường xuyên làm việc cùng Jerry Lewis (cho đến năm 1956) và các thành viên của Rat Pack (Frank Sinatra, Joey Bishop, Peter Lawford và Sammy Davis Jr.).
Thường mặc giày cao gót trong các bộ phim và chương trình truyền hình của mình
