Originaire de Sainte-Croix et fils du graveur et lithographe Émile Martin, Milo Martin étudie à Lausanne, Genève - notamment auprès de Carl Albert Angst - Rome et Florence, mais désapprouve les méthodes d'enseignement des écoles d'art et décide de travailler seul. Il se spécialise dans la sculpture de nus classiques et de portraits réalistes, ainsi que dans la création de médailles.
Installé dans l'Orangerie du Parc Mon-Repos, Milo Martin est l'auteur de nombreuses sculptures pour la plupart disséminées dans la région lausannoise. Il entreprend des voyages dans différents pays européens où il présente ses œuvres lors d'expositions internationales (Bruxelles, 1928 ; Amsterdam, 1928 ; Paris, 1934 ; Vienne, 1937 ; Caire et Alexandrie, 1938 ; New York, 1939-1940).
Il reçoit de nombreuses distinctions : premier prix au concours national pour la médaille de l'Exposition Nationale Suisse (Berne, 1913) ; deuxième prix aux Jeux olympiques de sculpture (Amsterdam, 1928) ; "lauriers d'or" (Vienne, 1937). Il obtient de nombreuses commandes publiques et siège, de 1931 à 1936, à la Commission fédérale des beaux-arts. Il marque la sculpture romande de l'entre-deux guerres.