Николай Мартон родился 10 октября 1934 года. С удовольствием играл в детских постановках. Увлеченность театральной сценой в школьные годы предопределила путь будущего актера. После школы учился в Киевском театральном институте имени Карпенко-Карого.

Свою актерскую деятельность Мартон начал в Крымском русском драматическом театре имени М. Горького города Симферополь, сразу после окончания ВУЗа в 1958 году. За 4 сезона сыграл более 20 ролей, среди них: Герман в спектакле «Таня» А. Арбузова, Ромео из «Ромео и Джульетта» В. Шекспира, Дон Жуан в «Каменном властелине» Л. Украинки, Акоста из «Уриэль Акоста» К. Гуцкова.

В 1962 году труппа Крымского театра выехала на гастроли в город Санкт-Петербург. Репертуар включал и спектакль «Уриэль Акоста». На Николая Мартона обратили внимание и пригласили в знаменитый Российский государственный академический театр драмы имени А.С. Пушкина. Одними из первых работ, принесших артисту успех, стали роли Альбера в «Скупом рыцаре» А.С. Пушкина и Фабиано Фабиани в драме Виктора Гюго «Мария Тюдор». Настоящее признание пришло после исполнения им роли Антуана де Сент-Экзюпери в спектакле по пьесе Л. Малюгина «Жизнь Сент-Экзюпери».

За годы работы в театре Николай Сергеевич создал немало удачных, разнообразных ролей: преуспевающий художник, щеголь и фат Вагин в «Детях солнца» М. Горького; образованный граф Шабельский в «Иванове» А.П. Чехова; стрелочник Эльберт в «Маленьком вокзальчике» Б. Фелона; Фирс в «Вишневом саде» А.П. Чехова; Земляника в «Ревизоре» Н.В. Гоголя и другие.

Мартон регулярно снимался в кино и на телевидении. Среди них: капитан Симон в трагикомедии «Интервенция», полковник СС в лирической комедии «Женя, Женечка и «Катюша», Исмет-Паша в исторической ленте «Убит при исполнении», Граф Орлов в историко-романтической драме «Звезда пленительного счастья», Альбер в картине «Маленькие трагедии», Кейтель в военной драме «Корпус генерала Шубникова». Среди его работ роли в сериалах: «Бандитский Петербург», «Агент национальной безопасности», «Конвой PQ -17», «Риэлтор».

За многолетнюю плодотворную театральную деятельность Николай Мартон удостоен Почетного звания «Народный артист России». Является Кавалером ордена Почета. За значительный вклад в развитие современного театра, радио, кино, телевидения и современной драматургии удостоен премии имени народного артиста России Андрея Толубеева.