Dirk Martens ist Dauergast in fast allen populären deutschen Krimi-Serien - oft mimt er hier den Schurken. In der RTL-Serie "SK Kölsch" wechselte er allerdings die Seiten und ermittelte als Kriminalhauptkommissar Falk von Schermbeck.
Geboren wurde Dirk Martens 1964 in Mülheim an der Ruhr. Er nahm Schauspielunterricht bei Michael Mendl, Walter Spiske und Richard Süssenguth und arbeitete zunächst an verschiedenen deutschen Bühnen, darunter das Ernst-Deutsch-Theater in Hamburg und das Kleine Theater Bonn. Seit Beginn der 1990er-Jahre übernahm Martens immer wieder Fernsehrollen. Besonders oft war er als Bösewicht vom Dienst in Episoden- Haupt- und -Nebenrollen in deutschen Fernsehkrimis zu sehen. Durchgehende Rollen spielte Martens unter anderem in der Krankenhausserie "OP ruft Dr. Bruckner" als Dr. Robert Moll, in der Krimi-Serie "Die Neue - Eine Frau mit Kaliber" als charmanter Kneipenwirt Eddie Mondsee oder in der Anwaltsserie "Edel & Starck" als Staatsanwalt Riese. Seine bekannteste Rolle war bislang die des schwulen Kriminalhauptkommissars Falk von Schermbeck in der Sat1-Serie "SK Kölsch" (2002 bis 2006). Kinozuschauer kennen Martens auch aus Kurt Wimmers Sci-Fi-Thriller "Equilibrium" (2002) und Jutta Brückners "Hitlerkantate" (2005). Aktuell tritt Martens regelmäßig als Gestütschef in der Kinder-Serie "Löwenzahn" auf und war Anfang 2010 in dem sehr erfolgreichen Fernsehfilm "Im Brautkleid durch Afrika" zu sehen.
Dirk Martens lebt derzeit in Berlin.