Мартьянов учился в Высшем театральном училище им. М.С. Щепкина. В 1973 году поступил на службу в Государственный академический Малый театр, в котором проработал всю жизнь.
Всего в его репертуаре было около 70 работ, центральные из которых в спектаклях по русской классике. Популярность ему принесла роль Виктора в кинофильме «Голубка». Мартьянов также снялся в таких фильмах, как «А вы любили когда-нибудь?», «Чёрная акула», «Посвящение в любовь», и в фильмах-спектаклях Малого театра.
Также Мартьянов записал множество аудиокниг, в том числе "Оливер Твист" Ч. Диккенса, "Этюд в багровых тонах" А. Конан Дойла, "Алиса в Стране чудес" Л. Кэрролла и многие другие.
