Il naît à Genève, dixième et dernier enfant de Charles Martin, un pasteur. Avant même de commencer l'école, il joue déjà du piano et maîtrise l'improvisation. À 9 ans, il compose des chants complets, sans avoir reçu aucune instruction musicale. Une œuvre de Bach, la Passion selon saint Matthieu, qu'il entend à l'âge de 12 ans, lui laisse une impression profonde et Bach devient son vrai mentor.
Ses parents ne souhaitant pas qu'il oriente sa carrière vers la musique, il étudie les mathématiques et la physique à l'université de Genève pendant deux ans, tout en travaillant secrètement à la composition et en étudiant le piano avec Joseph Lauber (1864-1952), compositeur genevois qui fut aussi organiste au Locle, professeur à Zurich jusqu'en 1901, et chef d'orchestre au Grand Théâtre de Genève.
De 1918 à 1926, il vit à Zurich, Rome, et Paris. Les compositions de cette période le montrent à la recherche de son propre langage musical.
Il est le directeur du Technicum moderne de musique de 1933 à 1940 et le président de l'Association Suisse des musiciens de 1942 à 1946.
Il part aux Pays-Bas en 1946 pour trouver plus de temps pour ses compositions qu'il ne le peut en Suisse, où il est impliqué dans de trop nombreuses activités. Après dix ans à Amsterdam, il s'installe finalement à Naarden.
De 1950 à 1957, il enseigne la composition au Staatliche Hochschule für Musik à Cologne, Allemagne. Par la suite, il renonce à l'enseignement et se concentre sur ses compositions, les quittant occasionnellement pour des concerts de musique de chambre et pour diriger des orchestrations (de ses propres œuvres).
Frank Martin épouse en 1918 Odette Micheli (1896-1962), en 1931 Irène Gardian (1901-1939) et en 1940 Maria Boeke (1915-2017).
Trois poèmes païens (1911) - Pour baryton et orchestre, sur un texte de Leconte de Lisle Première à Vevey le 20 mai 1911. AMS Festival: Louis de la Cruz-Froelich, baritone; Joseph Lauber, conductor.
Sonate pour violon et piano (1915, Première à Thoun, 10 juillet 1915. AMS Festival: Maggy Breitmeyer, violon; Joseph Lauber, piano
Symphonie pour orchestre burlesque (1915, Sur des mélodies populaires savoyardes)
Esquisse, pour orchestre (1920, création par l'OSR avec Ernest Ansermet le )
Pavane couleur du temps, pour quintette à cordes (1920)
Erasmi monumentum («Monument d'Erasme»), pour grand orchestre et orgue (1969)
Poèmes de la mort, pour ténor, baryton, basse et trois guitares électriques (1969–71)
Trois Danses, pour hautbois, harpe, quintette à cordes et orchestre à cordes (1970)
Balladepour alto, orchestre d'instruments à vent, clavecin, harpe, timbales et percussions (1972)
Polyptyque, pour violon et deux petits orchestres à cordes (1973)
Requiem, pour solistes, chœur, grand orgue et orchestre (1971-1972)
Et la vie l'emporta, cantate pour alto, baryton, chœur de chambre et ensemble de chambre (1974)
Il écrit aussi une symphonie complète (1937) et une série de ballades pour divers instruments solistes (saxophone, flûte, trombone, violoncelle) avec piano ou orchestre.
Il développe un style inspiré du dodécaphonisme d'Arnold Schönberg, montrant son intérêt en cela à partir de 1932, mais n'abandonnant pas complètement la tonalité.
Il travaille sur sa dernière cantate, Et la vie l'emporta jusqu'à dix jours avant sa mort.
Salle Frank Martin.
Distinctions
1947: Prix de compositeur de l'Association des musiciens suisses
1962: Accademico Onorario dell' Accademia Filarmonica Romana
1964: Grand Prix des Semaines musicales internationale de Paris
1965: Ehrenmitglied der Akademie für Musik und darstellende Kunst, Vienne - Ehrenmitglied des Musikvereins für Steiermark, Graz - Ehrenmitglied der Akademie für Musik und darstellende Kunst, Graz - Mozart-Medaille, Vienne
1969: Grand Prix national du disque (Prix Arthur Honegger), Paris
1970: Ehrenmitglied der Tonhalle-Gesellschaft, Zurich
1971: Compagnon d'honneur de la Confrérie du Guillon
1973: Membre d'honneur de l'Union chorale de Lausanne - Membre d'honneur du Conseil international de la musique, Paris
Le conte de Cendrillon, The Geneva University of Music Orchestra, conducted by Gabor Takacs-Nagy. CD Claves records 2013
Le vin herbé: Ensemble Scharoun De Berlin, Conducted by Daniel Reuss(de), Chœur de Chambre du RIAS de Berlin, Sandrine Piau. CD Harmonia Mundi (HMC 90193536)
