Сергей Мартинсон родился в Париже, в дворянской зажиточной семье. По некоторым сведениям отец занимался продажей бриллиантов, по другим — имел прибыльную карандашную фабрику.
С детства Сергея манил театр — родители водили его в драматический и оперный театр, он с удовольствием слушал музыкальные концерты. В доме собиралась музыкальная и театральная элита, а Александр Скрябин был большим другом отца.
Сцена настолько захватила мальчика, что он часами представлял свой собственный театр — изображал различных персонажей, вникал в их интригующий мир.
Он преуспел в рождественском детском представлении — играл Снегурочку. Мальчик умел уморительно представлять знакомых семьи, школьных учителей. Так начал проявляться его знаменитый комедийный талант.
С пятого класса Сергей играл в любительском театре, а через год основал собственную театральную студию, в которой поставил «Ревизора».
Родители начали беспокоиться — увлечение мальчика театром становилось все сильнее, а они хотели, чтобы сын получил хорошую, респектабельную профессию.
Демобилизовавшись из Красной Армии, проучившись год в Технологическом университете, в 1923 году Мартинсон все же подал заявление в институт сценических искусств. На экзамене читал Бориса из «Бориса Годунова». Комиссия рыдала от смеха.
Еще студентом, Сергей пробовал свои силы на сценах многих ленинградских театров и в мюзик-холле. С 1924 года и по 1938 год Сергей был ведущим актером ГОСТИМа — театра Мейерхольда. Он вел репертуар в театре вплоть до его закрытия.
С 1924 года актер начал свою карьеру в кино, тогда еще немом. Он запомнился зрителям своими характерными ролями в фильмах «Восстание рыбаков», «Марионетки», «Гибель сенсации», «Приключения Петрушка», «Остров сокровищ» .
В золотой фонд кино вошел фильм «Золотой ключик» (1939 года), в котором Мартинсон исполнил Дуремара.
Еще одну комедийную роль Сергей сыграл в 1941 году в фильме «Антон Иванович сердится».
Его Керосинов, сочиняющий Физиологическую симфонию, продающий актрисе под видом новых куплетов песенку «По улице ходила большая крокодила», запомнился множеству кинозрителей, а мальчишки на улице, завидев актера, кричали «Бензин- керосин». Это ли не людская слава?
В войну на счету актера числилось несколько боевых киносборников, а также съемки фильмов о бравом солдате Швейке ( 1942-1943 гг.).
Он впервые в советском кино исполнил роль Гитлера — гротесково, комично. Такого Гитлера не испугаешься, над ним только посмеешься. Говорят, что Гитлер, посмотрев Мартинсона в роли себя, признал актера своим худшим врагом и приказал по случаю повесить его на первом же фонаре.
В 1944 году актер снялся в оперетте «Сильва», фильме «Свадьба», где сыграл телеграфиста Ивана Ять, а также вновь запомнился зрителям в фильме «Подвиг разведчика» (1947 г)
Артиста стали приглашать в кино часто, в основном, это была эксплуатация комического дара артиста. Впоследствии он очень сокрушался по этому поводу, жалел, что ни разу не удалось сыграть перед камерами любовь, не случилось поцеловать героиню.
К этому времени Мартинсон был уже дважды женат, от каждой жены имел детей, вторая жена была репрессирована и погибла в лагерях в Воркуте. До последнего актер высылал ей посылки.
В пятидесятые годы, как, впрочем и в последующие, Мартинсон был очень востребован в кино.
На его счету фильмы «Садко», «Илья Муромец», «Безумный день», «Сеанс гипноза», «Черноморочка», «Алые паруса», «Вечера на хуторе близ Диканьки», «Вольный ветер», «Сказка о потерянном времени», «Тридцать три», «Сказка о царе Салтане».
Его очень выручали сказки, фильмы Птушко и Роу были спасением для такого «неблагонадежного» артиста. С сороковых годов Мартинсон был постоянно занят на озвучивании мультфильмов, его голосом говорят множество любимых персонажей.
Женился еще раз Мартинсон, когда ему было 56 лет, от этого брака родилась дочь. Но и этот брак стал неудачным, жена совершенно не разделяла интересов мужа, была ему чужда.
С большим трудом он купил квартиру и отселил туда жену с дочерью, а сам остался в своих апартаментах в доме на улице Горького. Однако, связей с дочерью не прерывал, она почти ежедневно навещала отца, обедала, учила уроки.
Старшая дочь от первого брака эмигрировала в Израиль, а потом в США. Сын от второго брака связался с плохой компанией, отсидел в колонии. После освобождения жил какое-то время вместе в отцом в той самой квартире на улице Горького. Младшая дочь тоже эмигрировала в США.
Сергей Мартинсон жил словно ходил по лезвию ножа — дворянских кровей, сын зажиточного фабриканта, муж репрессированной, отец уголовника и эмигрантов… В связи с этим его и не выпускали в Штаты повидаться с детьми и внуками.
Но он старался не думать о своих обстоятельствах. Он всегда был любезен и приятен в общении, отлично одевался, выглядел щеголем, был любимцем дам. Обожал «свой» столик в ресторане ВТО, именно там обожал общаться с друзьями. Его не видели в плохом настроении или больным. Он умел крепиться.
Последнюю роль в кино сыграл на восемьдесят четвертом году жизни — в 1983 году — в фильме «И жизнь, и слезы, и любовь». А через год его не стало.
