Дин Мартин родился 7 июня 1917 года в городе Стобенвиль, штат Огайо, США. Вырос в семье итальянских эмигрантов. С детства мальчик увлекался спортом. В молодости профессионально занимался боксом, выступал на матчах. Однако спортивная карьера не мешала Дину планировать в будущем стать певцом и актером.
Вскоре он начинает выступать в ночных клубах, исполняя различные песни. Этот период в жизни Дина продолжался довольно долго. Позже Дин начал гастролировать с этими песнями по всей стране.
В 1946 году, во время гастролей в Атлантик-Сити, он знакомится с известным эстрадным комиком - Джерри Льюисом. Они решают создать дуэт. Вскоре с ними заключает контракт компания «Парамаунт». Согласно контракту Дин и Джерри исполняют песни и играют роли в кино. Их дуэт просуществовал около десяти лет, затем распался. За время совместной работы они вместе сыграли в шестнадцати кинокомедиях.
Джерри Льюис стал продюсером, режиссером, одновременно актером, Дин стал самостоятельным артистом. Дин Мартин снялся в огромном количестве фильмов. И это несмотря на то, что актерским талантом Мартин не блистал никогда. Критики считали, что его игра «всерьез» граничила с пародией, столь неестественной и утрированной она оказывалась.
И в актерской игре, и в вокальном мастерстве сказывалось отсутствие школы. Но, к счастью, его всегда «вывозили» редкие внешние данные, привлекавшие своих поклонников и поклонниц: статная фигура, жгуче-черные волосы, большое сходство с Грегори Пеком - а ведь Мартин еще и пел.
Дин Мартин умер 25 декабря 1995 года в Беверли Хиллс, Калифорния, США.