Набережная существует с конца XIX века. Изначально проходила только до реки Чухонки (где сейчас начинается Гребной канал), после постройки Гребного канала набережная была продлена по берегу канала до Бычьего острова. Современное название она получила в июле 1939 года в память о Михаиле Ивановиче Мартынове (1882—1919), моряке-балтийце, участнике Гражданской войны, погибшем в Кронштадте. До этого называлась набережной реки Средней Невки.
10 мая 2016 года набережная Мартынова была сокращена до Бодрова переулка. Существовавший проезд по берегу Гребного канала, а также его новое продолжение на запад до Северной дороги получил самостоятельное название набережная Гребного канала. Одновременно утратила название часть набережной Мартынова от Гребного канала на северо-запад на так называемом Безымянном полуострове.
Баталов Алексей Владимирович (наб. Мартынова, 12, Малая Посадская, 4)
Быков Леонид Федорович (наб. Мартынова, д.12)
Стеблин-Каменский М.И. (Колпинская. 27/5; Мартынова. 12)