Martin Sensmeier es de las tribus Tlingit y Koyukon-Athabaskan de Alaska. Se crió en una comunidad costera de Tlingit en el sudeste de Alaska y creció aprendiendo y participando de las tradiciones de su pueblo, conservando el estilo de vida de subsistencia que ha perdurado por miles de años. Es embajador tanto de Native Wellness Institute, donde aboga por el bienestar de los pueblos nativos de todas las naciones, así como de la organización Boys and Girls Clubs of America.

En el instituto, recibió formación de soldador y a la edad de 21 trabajó como miembro de la cuadrilla de perforación en la torre de perforación Doyon Rig que opera sobre la ladera norte de Alaska. Además, asistió a la Universidad de Alaska durante dos años antes de trasladarse a Los Ángeles.

Entre sus títulos recientes se incluyen las películas independientes Lilin’s Brood, False Memory Syndrome y Wind River de Taylor Sheridan junto a Jeremy Renner y Elizabeth Olsen.

Sensmeier ha aparecido en varios episodios de la serie futurista de J.J. Abrams para HBO, "Westworld".