Мартиновський район був утворений 1935 року із частини Романовського району. На той час у районі діяло 36 колгоспів, 2 радгоспи та 2 МТС, 3 електростанції, цегляний завод, млин та ремонтну майстерню, 27 шкіл, 7 лікарень, 3 бібліотеки. 1944 року район збільшив свою площу за рахунок приєднання 5 сільрад ліквідованого Калмицького району. У лютому 1963 року район ліквідований, а територія розділена між Семикаракорським та Цимлянським районами. У листопаді 1965 року район був відновлений у своїх межах.
Населення
Населення району становить 35613 осіб (2013; 36545 в 2010[2]).
Адміністративний поділ
Район адміністративно поділяється на 9 сільських поселень, які об'єднують 57 сільських населених пунктів:
Район є сільськогосподарським, тут працює 16 колективних господарств, які займаються вирощуванням зернових, технічних культур та тваринництвом. Розвивається переробна промисловість сільськогосподарської продукції. Район має запаси сировини для виробництва цегли.