Родился десятым ребёнком в семье кальвинистскогопастора. Сам научился играть на фортепиано и в девять лет начал сочинять. По желанию родителей изучал физику и математику в университете Женевы, параллельно брал уроки композиции у органиста и композитора Жозефа Лобера (1864—1952). В 1926 году основал Женевскую ассоциацию камерной музыки, которой руководил в качестве пианиста и клавесиниста в течение десяти лет. Одновременно преподавал теорию музыки и импровизацию в институте Жак-Далькроза, а также камерный ансамбль в Женевской консерватории. С 1933 по 1940 год являлся директором собственной музыкальной школы (фр.Technicum Moderne de Musique), с 1942 по 1946 год руководил Ассоциацией музыкантов Швейцарии.
В своём творчестве композитор применял синтез додекафонии и классической тональной системы. Автор ораторий («Голгофа», «In terra pax» и др.), реквиема, оркестровых и камерных произведений; из последних популярны его баллады для флейты, тромбона, фортепиано, виолончели, саксофона, альта, а также Церковная соната для флейты и органа.
Автор монографии об Эмиле Жак-Далькрозе (фр.«L’Homme. Le Compositeur. Le createur de la Rythmique». — Neuchatel (Suisse), 1965).
Церковная соната (итал.Sonata da chiesa) для виолы д’амур с органом (1938); версия для флейты и органа (1941), версия для виолы д’амур со струнным оркестром (1952)
1961: Docteur honoris causa de l’Université de Lausanne — Membre Associé Honoraire de la Société des Arts de Genève
1962: Accademico Onorario dell' Accademia Filarmonica Romana
1964: Grand Prix des Semaines Musicales Internationale de Paris
1965: Ehrenmitglied der Akademie für Musik und darstellende Kunst, Wien — Ehrenmitglied des Musikvereins für Steiermark, Graz — Ehrenmitglied der Akademie für Musik und darstellende Kunst, Graz — Mozart-Medaille, Wien
1968: Verdienstkreuz 1.Klasse der Bundesrepublik Deutschland
1969: Grand Prix National du Disque (Prix Arthur Honegger), Paris
1970: Ehrenmitglied der Tonhalle-Gesellschaft, Zürich
1971: Compagnon d’Honneur de la Confrérie du Guillon
1973: Membre d’Honneur de l’Union Chorale de Lausanne — Membre d’Honneur du Conseil International de la Musique, Paris
1974: Membre Associé de l’Académie Royale des Sciences, des Lettres et des Beaux Arts de Belgique
Harald Kaufmann: Frank Martins Cornet schreibt einen Brief, in: Von innen und außen. Schriften über Musik, Musikleben und Ästhetik, hg. von Werner Grünzweig und Gottfried Krieger, Wolke, Hofheim 1993, S. 104—107.
Harald Kaufmann: Gespräch mit Frank Martin, in: Von innen und außen, S. 177—180.
