Dean Martin, 17 Haziran 1917 tarihinde Steubenville, Ohio'da dünyaya geldi. Annesi Amerika doğumlu bir İtalyan babası ise İtalyan göçmeni olduğu için İngilizce'yi 5 yaşına kadar öğrenmedi.
10. sınıftayken evinde yasadışı alkol bulundurmak suçundan okuldan atılan Martin, hayatını çeşitli mesleklerle sürdürmeye çalıştı.
Bir dönem maç başına ortalama 15 dolar kazanarak boksörlük bile yaptı.
Amerika'da yaşanan büyük buhran yıllarında büyük maddi sorunlar yaşayan Dean Martin, yasadışı alkol dağıtımı, piyango bileti ve bahisçilik gibi alanlarda da çalıştı.
16 yaşına kadar yaptığı sayısız değişik işten sonra çok parasız kaldığı bir döneminde bir tanıdığının kulübünde şarkı söylemeye başladı.
Burada söylediği şarkılar çok beğenilmiş ve kendisi yavaş yavaş şöhret olmuştu.
1940 senesine gelindiğinde Dean Martin artık bütün şehirde tanınan bir şarkıcı oldu.
Ertesi sene Elizabeth Anne McDonald ile evlendi ve bu evlilikten 4 çocukları oldu.
Dean Martin sanat kariyerine şarkıcılıktan başka, sunuculuk ve sinema oyunculuğu da ekledi. Toplam elliye yakın filmde rol aldı.
Uzun yıllar şov hayatına devam eden Martin, 1987 senesinde oğlunu kaybettikten sonra rahatsızlandı. Bu üzüntüye dayanamayan vücudu iflas etti ve 1993 senesinde akciğer kanseri teşhisi kondu. Kısa sürede vücudunun birçok bölümüne yayılan bu hastalık ile savaşmayı reddeden sanatçı ameliyat olmak istemedi.
25 Aralık 1995 tarihinde Amerika'da Beverly Hills'de hayatını kaybetti.
Westwood Memorial Park'da medfundur.