Родился 8 сентября 1971 года в городе Хэмпшир, Великобритания. Родители разошлись вскоре после появления мальчика на свет. Когда ему исполнилось десять лет, отец (морской офицер Джеффри Фриман) умер в результате сердечного приступа. Мартин был четвертым и самым младшим ребенком в семье. С детства он не отличался крепким здоровьем: болел астмой и перенес операцию на бедре. Религия всегда оказывала на него существенное влияние. После окончания католической школы Фриман поступил в Центральную школу сценической речи и драматического искусства в Лондоне. Когда ему исполнилось пятнадцать лет, он присоединился к труппе молодежного театра. К семнадцати годам он уже твердо сознавал, что хочет и дальше строить актерскую карьеру.
Мартин принял участие по меньшей мере в восемнадцати телевизионных шоу, четырнадцати театральных постановках и нескольких радиоспектаклях. Первой серьезной работой стала роль Тима Кантербери в комедийном сериале BBC «Офис». В 2004 году проект получил премию «Золотой Глобус», а актер – номинации на British Comedy Award и BAFTA TV Award. После этого на экраны вышел сериал «Hardware» с Фриманом в главной роли. В 2002 году он сыграл в ленте Саши Барона Коэна «Али Джи в парламенте», а в 2003 – в рождественской комедии «Реальная любовь».
В 1997 году он появился в сериале «Эта жизнь», в главной роли в комедии «Робинсоны» и в ситкоме «Книжный магазин Блэка». Работа в мини-сериале «Последний король» приблизила Фримана к более серьезным, драматическим ролям. Актер сотрудничал с режиссером Эдгаром Райтом, сыграл небольшие роли в комедийном боевике «Типа крутые легавые» и в пародийной комедии ужасов «Зомби по имени Шон», в 2007-м снялся в комедии Гэйвина Клэкстона «Все вместе».
Фриман появился в клипе музыкантов Faith No More на композицию «I Started a Joke» сразу после распада группы в 1998 году, а также принял участие в нескольких шоу на радиостанции BBC 6 Music. В 2009 году Мартин исполнил главную роль в комедийно-драматическом телевизионном мини-сериале «Парень встречает девушку», который посвящен теме обмена телами. Фриман стал одним из участников масштабного кинопроекта «48 часов», сыграв в эпизоде Girl Is Mime. В 2010 он получил одну из самых успешных в своей карьере ролей – доктора Джона Ватсона в очередной вольной адаптации бессмертных произведений о Шерлоке Холмсе. Фриман прошел большой кастинг, пилотный эпизод с ним получил горячее одобрение. Мартин был удостоен престижной премии BAFTA TV как «Лучший актер второго плана».
С весны 2011 года по настоящее время Фриман принимает участие в экранизации книги Дж. Р.Р.Толкина «Хоббит, или Туда и обратно». Режиссер Питер Джексон сам выбрал его на роль Бильбо Бэггинса.
Актер проживает в Хартфордшире. Он состоит в гражданском браке с английской актрисой Амандой Эббингтон, у пары двое детей. Они познакомились на съемках в 2000 году и с тех пор уже не раз встречались на одной съемочной площадке.
Фриман – вегетарианец и верит в бога.
