Il est diplômé de l'Université d'État de Moscou en 1902 puis assistant au département de zoologie de l'Université de Varsovie en 1909-1915. Conservateur de la section d'entomologie au musée de Zoologie de l'Académie des sciences d'URSS à partir de 1921, il collabore également avec le musée de Géologie de l'Académie des sciences (Léningrad). En 1936, le musée est transféré à Moscou et Martynov vient s'y installer.