Der internationale Durchbruch gelang der Allrounderin mit ihrer Titelrolle im Musical „Irma La Douce“. Später war sie in Fernsehserien wie „Tatort“ und „Traumschiff“ zu sehen.

Geboren wurde die Künstlerin als Maria Louise Schwarz am 10. November 1931. Den Mädchennamen ihrer Mutter machte sie zu ihrem Künstlernamen. Nach der Ausbildung am Max-Reinhardt-Seminar bekam sie in den 1950er Jahren erste Rollen an Wiener Theaterhäusern. Gleichzeitig folgte sie ihrer Leidenschaft für politisches Kabarett und begeisterte als Mitglied der Truppe rund um Helmut Qualtinger und Georg Kreisler.

Ihre größten Erfolge feierte sie mit ihrer Hauptrolle in „Irma La Douce“. 1962 begann Martini mit dem Stück in München, mehr als 200 Mal stand sie in dieser Rolle auf der Bühne. Aus dem Gastspiel, das ursprünglich für drei Monate angesetzt war, wurden schließlich 30 Jahre, die sie in Deutschland verbrachte. Martini gastierte unter anderem am Schauspielhaus Hamburg und in den Münchner Kammerspielen.

Nach ihrer Karriere am Theater folgten Fernsehauftritte in Serien wie „Tatort“, „Traumschiff“ und „Derrick“. 2007 war sie in einer Wien-Folge des „Bullen von Tölz“ zu sehen. Auch mit Literaturverfilmungen wie „Berta Galan“ oder in Schnitzlers „Spiel im Morgengrauen“ machte sich Martini einen Namen. Insgesamt war sie in mehr als 150 Produktionen zu sehen. Die Künstlerin wurde unter anderem mit der „Goldenen Kamera“ und dem Johann-Nestroy-Ring ausgezeichnet.

Ihre unverkennbare Stimme mit rauchigem Timbre war vielen auch wegen ihrer Chansons bekannt. Außerdem moderierte Martini jahrelang im deutschen und österreichischen Radio. Die Schauspielerin war mit dem Regisseur Heinz Wilhelm Schwarz von 1966 bis zu dessen Tod im Jahr 2004 verheiratet.