Originaire d'Yvetot, en Seine-Maritime, Pierre Martot fait des études de psychologie à Paris-Sorbonne. Il exerce d'abord la profession de psychologue clinicien, puis de journaliste. Il devient acteur en 1986. Il tourne alors au cinéma sous la direction de Claude Chabrol, Jean-Pierre Mocky, Enki Bilal, Philippe Garrel... Il joue aussi au théâtre : Œdipe, Créon, le comte Almaviva. On le voit ainsi dans des pièces de Sophocle, Bertolt Brecht, Henrik Ibsen, Peter Handke, Beaumarchais
C'est la télévision qui le révèle au grand public avec ses apparitions dans de nombreuses séries télévisées puis, en particulier, son rôle de capitaine de police Léo Castelli dans la série télévisée Plus belle la vie dès 2004.
En , il quitte le feuilleton[1] et commence un cycle de lectures publiques de grandes œuvres de la littérature universelle[2].
En 2015, il revient au cinéma sous la direction de Jean-Pierre Mocky. Il a également été filmé par Gérard Courant pour son anthologie Cinématon. Il est le numéro 2880 de la collection.
Début 2016 marque son retour dans Plus belle la vie. Il continue son activité de lecture publique de grands textes un peu partout en France.
En 2021, il revient au théâtre dans le rôle de M. Almaviva dans la pièce de Beaumarchais La Mère Coupable, sur le texte adapté par Laurent Hatat et Thomas Piasecki mis en scène par Laurent Hatat. Il réalise, la même année, une adaptation du Mythe de Sisyphe d'Albert Camus pour le théâtre.
Lieux : Maison de la poésie Paris, circuit des médiathèques de la Ville de Paris, Festival Terres de paroles Normandie, Théâtre Toursky Marseille, Moulin d'Andé, Festival Lecture à voix haute, circuit des médiathèques de Seine-Maritime, Festival Sand et Chopin La Seyne-sur-mer…