Родился 18.11.1909 в селе Елшанка 2-я ныне Бузулукского района Оренбургской области в семье крестьянина. Русский. Член КПСС с 1931. Окончил 7 классов, совпартшколу в городе Саранск (Мордовской АССР).

В Советской Армии с 1930. В 1931 окончил Вольскую военную школу летчиков и авиационных техников, в 1933 — Борисоглебскую военно-авиационную школу.

Участник советско-финляндской войны 1939—40.

Командир эскадрильи 48-го скоростного бомбардировочного авиационного полка (18-я скоростная бомбардировочная авиационная бригада, 7-я армия, Северо-Западный фронт) капитан Мартынов к марту 1940 совершил 46 боевых вылетов. В сложных метеоусловиях, умело маневрируя, точно бомбил с малых высот цели противника.

Звание Героя Советского Союза присвоено 21.3.40.

Участник Великой Отечественной войны. Совершил 126 боевых вылетов.

В 1944 окончил КУОС при Военно-воздушной академии. Служил в ВВС Войска Польского. В 1951 окончил Военную академию Генштаба. Служил на командных должностях и в Главной инспекции МО СССР. С 1970 генерал-лейтенант авиации Мартынов — в запасе. Жил в Москве.

Награжден орденом Ленина, 3 орденами Красного Знамени, орденом Суворова 3 степени, Отечественной войны 1 и 2 степени, Красной Звезды, медалями, иностранным орденом.

Умер 26.6.1986.