Nacido con el nombre de Maximilian Carlo Martini en Woodstock, Nueva York, Martini es ciudadano estadounidense pero también canadiente e italiano. Sus padres se dedicaban al mundo de las artes y le inculcaron la apreciación por todas las cosas creativas. Después de moverse por todo el mundo de niño regresó a Nueva York y comenzó a estudiar arte dramático. Primero en el Neighborhood Playhouse, cursó la mayoría de sus estudios con Michael Howard en Manhattan.

Después se tomó un respiro de la interpretación para centrarse en un temprano amor por las bellas artes, asistiendo al School of Visual Arts de Manhattan y licenciándose en pintura y escultura. Tras finalizar los estudios, Martini comenzó a trabajar regularmente en proyectos de cine y televisión. En el cine, compartió la gran pantalla con Tom Hanks y Matt Damon en 1998 en Saving Private Ryan (Salvar al soldado Ryan) en el papel de cabo Fred Henderson, el oficial al mando de Ryan que ayudó al Capitán Miller (Hanks) y a sus hombres en el brutal tiroteo final de la película; también tuvo papeles en pequeñas películas independientes, trabajando junto a Calista Flockhart en Jane Doe, con Chris Penn y Jeffrey Wright en "Cement" (1999) y en la cinta preferida del Festival de Cine de Sundance de 2000 Backroads (2000). Asimismo, tuvo un papel protagonista en la miniserie de 20 horas de Steven Spielberg nominada a los Emmy Taken (2002), además de su papel como Agente Steve Goodrich junto a Kiefer Sutherland en la segunda temporada de la serie "24" (2001) de Fox, nominada a los Emmy. Otros trabajos de televisión incluyen papeles habituales en series como "Level 9" (2000) de John Sacret Young, "Harsh Realm" (1999) de Chris Carter y "Breaking News" (2002), además de la premiada serie canadiense "Da Vinci's Inquest" (1998). También ha coprotagonizado varias películas de televisión, incluidas "Mutiny" (1999) de Morgan Freeman y "Another Day" (2001) de Francis Ford Coppola. Ha realizado memorables cameos como estrella invitada en series muy populares.

Martini trabaja de forma activa en el teatro. Por ejemplo, ha co-fundado la Theatre North Collaborative en Nueva York, una compañía teatral de actores estadounidenses y canadienses dedicada exclusivamente a producir obras nuevas de ambos lados de la frontera. Recientemente ha estado rodando la serie "The Unit" (2006) de la CBS, creada por David Mamet y producida por Shawn Ryan, de "The Shield" (2002).

Además, ha escrito el guión de la película Desert Son (1999), co-dirigida junto a su hermano menor, Christopher Martini, y cuyo vestuario ha diseñado su hermana Michelle Martini. Martini, su mujer Kim Restell y sus dos hijos reparten su tiempo entre su hogar de Los Ángeles y su rancho en el campo.

Filmografía
2005 - The Great Raid
2000 - Backroads
1999 - Tail Lights Fade
1999 - Desert Son
1999 - Cement
1998 - Saving Private Ryan (Salvar al soldado Ryan)
1998 - Conversations in Limbo
1997 - Contact
1995 - Pictures of Baby Jane Doe
1990 - Repossessed (Reposeída)