Es el menor de los cinco hijos del oficial de la Marina Geoffrey Freeman[1] y su esposa Philomena Norris.[2][3]
Martin Freeman se fue a vivir con su padre cuando el matrimonio se separó. Poco tiempo después su padre murió de un infarto y Martin se trasladó con su madre y su padrastro a Teddington. Allí estudió en una escuela secundaria católica y entre los nueve y los catorce años formó parte del equipo nacional británico de squash, a pesar de su estado enfermizo (padecía asma y era propenso a los desmayos). Tras dejar este deporte, se unió a un grupo de teatro local y asistió a la Central School of Speech and Drama.[1][2]
A partir de 2003, Freeman comenzó a desempeñar papeles dramáticos para la televisión, destacando su interpretación de Lord Shaftesbury en la serie histórica de la BBCCharles II : The Power and The Passion, y su trabajo bajo la dirección de Jon Jones en el thriller La deuda.[4]
Martin también disfruta de una carrera teatral de perfil alto, con piezas en su haber con Kathy Burke en la Royal Court Theatre; participando en Blue Eyes & Heels, en el Soho Theatre, que agotó todas las entradas; y en la muy reconocida The Exonerated, en los Riverside Studios, en 2006.
Comenzó una relación con la también actriz Amanda Abbington desde 2002 tras conocerse durante su participación en Men Only. La pareja tuvo dos hijos, Joe (2006) y Grace (2008). Fue una de las parejas más admiradas del Reino Unido a partir de ese momento, trabajando juntos, también como pareja ficticia, en varias ocasiones en producciones como Men Only (2001), The Debt (2003), The Robinsons (2005), The All Together (2007), Swinging with the Finkels (2009) y en la afamada serie Sherlock, como el doctor Watson y la enfermera Mary Elizabeth Morstan, respectivamente. El 22 de diciembre de 2016, se anunció la separación de la pareja en un artículo en el Financial Times.
Martin Freeman es amigo cercano del actor Simon Pegg, que es padrino de su hijo Joe Freeman.
Es también seguidor del movimiento Mod siendo gran fanático de la música afroamericana de los años 60 como el Modern Jazz, el Soul, el Rhythm and blues o de estilos más modernos como el Acid Jazz. Es poseedor de una extensa colección de discos de estos géneros. Su pasión se puede observar en documentales como Martin Freeman goes to Motown, en películas como la versión de 2014 de Svengali, en el videoclip del "Modfather" Paul Weller "Pick it up", o interpretando a Steve Marriot otro gran icono del movimiento Mod en el cortometraje Midnight of My Life