Родился 22 мая1948 года в Камышине (ныне Волгоградская область). Через 5 лет семья переехала на Донбасс (на родину отца), г. Артёмовск (с 2016 года — Бахмут). В школьном возрасте Женя увлёкся рисованием и добился известных успехов. Затем изучал фокусы, которые с удовольствием демонстрировал на школьных концертах. Старший сын с восхищением слушал игру отца на аккордеоне, а когда подрос, стал обучаться и сам. Когда ему исполнилось 11 лет, отец купил ему настоящий аккордеон. Учился в школе он хорошо и без особого труда. Но больше всего юный Мартынов любил учиться игре на отцовском баяне. Женя рано проявил способности к музыке. Отец научил его играть сначала на баяне, затем на аккордеоне. Окончил артёмовское музучилище по классу кларнета.
В 1972 году в Москве в качестве композитора познакомился с Майей Кристалинской, которая впервые исполнила его песню «Берёзка» на стихи С. Есенина и представила молодого композитора публике в театре эстрады. С лестной рекомендацией исполнительницы Мартынов отправился в «Росконцерт», где его прослушали, остались довольны и решили испытать в качестве солиста-вокалиста в сборной эстрадной программе. В том же году по центральному телевидению прозвучала песня «Моя любовь» в исполнении Гюлли Чохели.
С 1973 года Евгений Мартынов жил в Москве и работал сначала в Государственном концертном объединении «Росконцерт» (солистом-вокалистом), а затем в издательствах «Молодая гвардия» и «Правда» (музыкальным редактором-консультантом). В июне 1973 года Мартынов завоевал звание лауреата Всесоюзного конкурса исполнителей советской песни в Минске, исполнив там песни «Тёмная ночь», «Летят перелётные птицы» и свою «Балладу о матери», за исполнение которой он получил приз зрительских симпатий. Не успел прийти первый успех, как судьба стала испытывать его на прочность. Очень скоро песня «Баллада о матери» была отмечена на всесоюзном телевизионном фестивале «Песня-74», и сделала имя Евгения Мартынова всенародно известным.
С 1973 года неоднократно выезжал за рубеж по официальным линиям Министерства культуры СССР, ЦК ВЛКСМ, общества «Родина», Спорткомитета СССР, Союза композиторов СССР, а также в составе туристских групп.
В 1974 году он одерживает победу на всесоюзном телевизионном фестивале советской песни «Молодые голоса».
Член Союза композиторов СССР с 1984 года.
В 1978 году Евгений Мартынов снялся в художественном музыкальном фильме «Сказка как сказка…», в котором сыграл роль жениха-романтика. Но на этом актерская карьера музыканта и закончилась.
В своём творчестве Евгений Мартынов опирался на наиболее удачные лирические или гражданственные стихотворения И. Р. Резника, А. Д. Дементьева, Р. И. Рождественского, М. С. Пляцковского и других выдающихся советских поэтов. Мелодии Мартынова красивые, порой весьма прихотливые, светлые и душевные, хорошо оркестрованные. Голос Мартынова — очень звонкий, бархатный, мягкий тенор (баритональный тенор), достаточно широкого диапазона (ему предлагали стать оперным певцом) и с редким красивым тембром. Именно характерный тембр является отличительной чертой мартыновского голоса. Благодаря сценической внешности, личному обаянию, а также вдохновенной, оптимистической манере пения Мартынов нёс заряд положительных эмоций, передавая слушателю чувство радости и восхищения. Даже трагические и драматические по сюжету песни («Лебединая верность», «Баллада о матери») у Мартынова заканчиваются светло и возвышенно. Песни Мартынова исполняли выдающиеся советские певцы 1970—1980-х годов — София Ротару, Иосиф Кобзон, Анна Герман, Валентина Толкунова, Вадим Мулерман, Александр Серов, Георгий Минасян, Мария Кодряну, Михаил Чуев, Эдуард Хиль, Ирина Отиева и другие. В настоящее время некоторые песни Мартынова поют и записывают Юлиан, Ирина Шведова, Николай Басков, Филипп Киркоров, Ани Лорак.
С 1988 года состоял в штате редакции журнала «Крестьянка» (издательства ЦК КПСС «Правда») — музыкальным редактором-консультантом.
За годы исполнительской деятельности Мартынов много гастролировал в разных странах — он побывал в США, Мексике, Канаде, Бразилии, Италии, Аргентине, Испании, Бельгии, Индии и Швейцарии. Побывал на многих национальных и международных фестивалях и конкурсах — «Молодые голоса», «Золотой Орфей», «Мелодии друзей», «Дечинский якорь».
Несмотря на многочисленные победы и успех, к песням Мартынова часто придирались. Бывало, что на критику той или иной песни Евгений отвечал, что она нравится народу, ему в ответ говорили, что народ надо воспитывать. В середине семидесятых Мартынову и Дементьеву пришлось долго и упорно убеждать главного редактора Центрального телевидения, что строки из песни «Лебединая верность», звучавшие так «Улететь в края далёкие лебедь не мог» не имеют никакого отношения к эмиграции евреев.
Песня «Лебединая верность» является визитной карточкой Евгений Мартынова, её часто называют гимном настоящей любви, песен не о любви в репертуаре Мартынова почти не было. Он был настоящим лириком, без цинизма, без иронии. «В обычной жизни он был достаточно наивным человеком, — вспоминает Лев Лещенко, — у нас у всех присутствует наив, актёр не может без этого существовать, иначе он не будет ничему верить». Мартынов искренне верил в то, о чём пел, возможно, именно поэтому его песни и не устаревают.
В конце 80-х для советской эстрады наступили не самые лучшие времена. На сцену пришли новые музыкальные герои, группы «Ласковый май», «На-На», «Комбинация» и т. д. Мартынов продолжал активно работать, выступать, но былой радости этот процесс уже не доставлял. Песни Мартынова стали неформатными, исполнителя перестали приглашать на концерты, на радио и телевидение, из-за чего он находился в длительной депрессии, стал злоупотреблять алкоголем. В 1988 году по совету друзей-космонавтов Мартынов прошёл полное медицинское обследование в Звёздном городке. Вышел после лечения помолодевшим и повеселевшим.
Незадолго до смерти, 27 августа1990 года на отборочном выпуске фестиваля «Песня года-90» исполнил свою последнюю песню «Марьина роща» на стихи Ильи Резника.
Скоропостижно скончался 3 сентября1990 года на 43-м году жизни. Обстоятельства смерти описываются очевидцами неоднозначно. Официальная причина смерти — острая сердечная недостаточность. По словам случайного знакомого, певец почувствовал себя плохо в лифте. В дальнейшем его обнаружили не в своём доме, а на лестничной клетке соседнего дома: Мартынов лежал весь в крови и хрипел[источник не указан 335 дней]; вызвали милицию и скорую помощь, но медики не успели помочь[1].
Отец — Григорий Иванович Мартынов (1913—1991), командир стрелкового взвода, вернулся с войны инвалидом. Хорошо играл на музыкальных инструментах (баяне и аккордеоне), работал учителем пения в школе.
Мать — Нина Трофимовна Мартынова (1924—2011), в годы войны служила медсестрой в эвакуационных госпиталях 3-го Украинского фронта, где и познакомилась с раненым солдатом Григорием Мартыновым. Она его выходила и вышла за него замуж. Похоронена рядом с сыном в Москве на Новом Кунцевском кладбище, участок №2.
Жена (с 1978 по 1990) — Эвелина Константиновна Мартынова (род. 1959, в девичестве Старченко), родом из Киева. После смерти мужа повторно вышла замуж и вместе с новым мужем и сыном эмигрировала в Испанию. Проживают в приморском городе Аликанте.
«Сейчас работаю в большой испанской строительной компании. Я являюсь руководителем коммерческого отдела. Довольно часто я бываю в Москве. Обязательно захожу на Кунцевское кладбище, навестить могилу отца. Когда я был маленький, то не понимал, почему у меня такой популярный отец. У нас дома постоянно играла музыка. Папа часто брал меня на свои концерты», — поделился Сергей. (из программы Андрея Малахова «Привет, Андрей!»)
Награды и премии
Лауреат Всесоюзного конкурса исполнителей советской песни в Минске (1973)
Есть на земле Москва — Роберт Рождественский, исп. Лев Лещенко
Заклятье — Назрул Ислам (перевод с бенгальского Михаила Курганцева), исп. Ирина Понаровская, Е. Мартынов, Ксения Георгиади, Ирина Отиева, Бируте Петриките,
Звучи, любовь! — Роберт Рождественский, исп. Е. Мартынов
Эхо первой любви — Роберт Рождественский, исп. Е. Мартынов, Александр Серов
Я ещё вернусь — песенная редакция Юрия Мартынова, Роберт Рождественский, исп. Михаил Евдокимов
Я жду весну — Андрей Дементьев, исп. София Ротару, Е. Мартынов, Валентина Толкунова, Анна Герман, Ирина Шведова
Я тебе весь мир подарю — Илья Резник, исп. Александр Серов, Яак Йоала, Е. Мартынов.
Яблони в цвету — Илья Резник, исп. С. Ротару, Е. Мартынов, Сергей Захаров, ВИА «Современник», оркестр Братиславского радио, Людмила Сенчина, Николай Басков
Я лечу к тебе — подтекстовка и песенная редакция Юрия Мартынова, исп. Наталия Афанасьева
В городе Бахмут в честь Евгения Мартынова назван дом культуры (бывший ДК имени Ленина).
В 1992 году одна из улиц Артёмовска названа именем Евгения Мартынова.
По инициативе деятелей культуры и друзей артиста в Москве в 1993 году создано московское культурное общество «Клуб Евгения Мартынова», занимающееся культурной и благотворительной деятельностью, пропагандирующее творческое наследие замечательного композитора и певца.
В 1993 году был назван почётным гражданином города Камышин.
В 1998 году Юрий Мартынов издал книгу «Лебединая верность Евгения Мартынова: факты биографии, воспоминания о жизни, размышления о творчестве».
В 2000 году состоялся первый донецкий открытый фестиваль-конкурс лирической песни имени Е. Г. Мартынова «Отчий дом», на котором впервые была представлена песня «Я лечу к тебе».
В 2015 году в Камышине открыта Каштановая аллея, названная в честь Евгения Мартынова, также был установлен памятник в его честь.
Разбирая бумаги Евгения Мартынова, его брат Юрий нашёл записи, которые можно считать творческим завещанием музыканта. Там есть такие строки: «Мне близка гражданская лирика — продолжение традиций советской песни. Важно сохранить всё лучшее, что было написано композиторами в этом жанре. Надо продолжать традиции, иначе мы погубим нашу национальную песенную русскую культуру. Сейчас моду стали диктовать девочки лет 14 — 17. Для них главное — танцевальный ритм. Отсюда и стишки соответствующего содержания. Люди разучились петь. А что важнее — развлекательность в музыке или её воспитательное значение? У песни есть авторы. Ныне культура безымянная, необузданная, нет никакой ответственности за сочинение. Не уважают членов Союза композиторов. А профессионалов надо уважать, мы так стремились ими стать! Член творческого союза — почти что олицетворение застоя, а вот парень с гитарой — это прораб перестройки!.. Песня должна объединять людей всех возрастов!»