Когато е на 10 години Мартин Петров постъпва в школата на "Ботев" Враца, ръководена от Ангел Ценов - Гелето. В началото е ляв бек, след това халф, докато намери мястото си напред, в нападението, където играе и до днес. На националния юношески турнир през 1994 г. обявяват Мартин Петров за най-добрия състезател. Той вкарва 9 гола в един мач с "Локомотив" (Мездра).

Едва 16-години започва да играе редовно в мъжкия отбор на Ботев Враца. Само година по-късно преминава в ЦСКА.

Завършва механотехникума "Н. Й. Вапцаров" във Враца.

В своята дългогодишна кариера той е защитавал цветовете още на отбори в чужбина като Сервет, Волфсбург, Атлетико Мадрид, Манчестър Сити, Болтън и Еспаньол. За националния отбор на България изиграва 90 мача, в които отбелязва 20 гола.

През 2005 г. е избран за футболист номер едно на Волфсбург за сезон 2004/2005 в анкета сред феновете на тима.

Определен е за Футболист № 1 на България за 2006 година. Последният гол на националния ни отбор на голямо първенство е негов. Отбелязва го в мача срещу Италия от Евро 2004 година в Португалия.

Футболистът е женен и има 2 дъщери.

Обича риболова.