Мартин Фриман родился 8 сентября 1971 года в графстве Хэмпшир, Англия, в семье Филомены и Джеффри Фриман. Родители Мартина и его братьев и сестры развелись, когда мальчику было 10 лет. Позже его отец скончался от сердечного приступа. Мартин учился в римско-каталической школе, после чего поступил в школу сценической речи и драматического искусства в Лондоне. Еще будучи подростком Фриман играл в подростковом театре, а сниматься начал в 1997 году.
Первыми работами Мартина Фримана на экране стали сериал «Чисто английское убийство» и короткометражка «Я просто хочу поцеловать тебя». Первой серьезной ролью Мартина стала роль Тима Кентербери в комедийном сериале «Офис». За свою роль он даже удостоился номинаций на премии British Comedy Award и BAFTA TV Award. Фримана можно также увидеть в сериале «Робинсоны», «Эта жизнь», «Книжный магазин Блэка» и драматическом мини-сериале «Последний король». Вместе со звездами британского кинематографа Мартин снялся в фильме «Реальная любовь», который уже многие годы является одним из любимых рождественнских фильмов для людей из разных стран мира.
С 2005 по 2010 годы в карьере Фримана числятся такие известные фильмы как «Автостопом по галактике», «Типа крутые легавые» и «Парень встречает девушку».
С 2010 года Мартин играет доктора Джона Ватсона в британском телесериале «Шерлок». Его партнером по съемкам стал Бенедикт Камбербэтч, сыгравший Шерлока Холмса. Сюжет сериала основан на книгах Артура Конана Дойля, однако действия происходят в современном мире. По сюжету герой Фримана – военный врач, который вернулся из Афганистана и случайно знакомится с частным детективом Холмсом. Кастинг на роль Ватсона был непростым. Изначально на роль пробовался Мэтт Смит, который позже стал новым Доктором Кто. Главным антагонистом сериала стал актер Эндрю Скотт, сыгравший Джеймса Мориарти.
Еще одной работой, принесшей Мартину Фриману мировую славу, стала экранизация книги Дж. Р.Р Толкиена «Хоббит, Или туда и обратно». Несмотря на то, что за основу была взята лишь одна книга, фильмов было снято три: «Хоббит: Нежданное путешествие», «Хоббит: Пустошь Смауга» и «Хоббит: Битва Пяти Воинств». Мартин сыграл роль Бильбо Бэггинса, хоббита, который отправляется в большое путешествие, чтобы отвоевать утраченное королевство гномов у дракона. В фильмах также можно увидеть Иэна Маккеллена, Хьюго Уивинга, Энди Серкиса, Кейт Бланшетт и других не менее популярных актеров. Кассовые сборы «Хоббита» побили рекорд «Властелина колец», приквелом к которому и написан «Хоббит». Несмотря на кассовый успех, мнения критиков были неоднозначными, но все сошлись на мнении, что игра актеров была безупречна.
Мартин Фриман вновь порадовал поклонников качественных сериалов, когда снялся в роли неудачника-страховщика Лестера Найгаарда а первом сезоне сериала «Фарго». Продюсерами этого сезона стали братья Коэн, которые вдохновили создателей сериала своим одноименным фильмом 1996 года. По сюжету герой Фримана оказывается втянут в череду странных убийств психопатом Лорном Малво, которого сыграл Билли Боб Торнтон.
Мартин Фриман продолжает сниматься в самых кассовых и успешных проектах Голливуда. Так, в 2015 он появился в фильме «Первый мститель: Противостояние» в роли правительственного агента Эверетта Росса.
Мартин давно женат на актрисе Аманде Аббингтон, с которой они вместе работали на съемках «Робинсонов» и «Шерлока». У пары есть двое детей: сын Джо (2005 г.р) и дочь Грейс (2009 г.р).