马丁·鲍尔萨姆出生于一个俄罗斯犹太人家庭,父母从事女式运动服装的生产。进入德威特克林顿高中后鲍尔萨姆加入了戏剧俱乐部,后在纽约新学院的戏剧培训班学习,第二次世界大战中,鲍尔萨姆曾加入美国空军服役。
马丁鲍尔萨姆1954年,他初上银幕,参加影片《码头风云》的演出之后,成为电影性格演员。马丁·鲍尔萨姆主演1965年,他演出的影片《一千个小丑》获得第三十八届奥斯卡最佳男配角金像奖。他还因舞台剧《当水流动时你知道我听不到你的声音》而获托尼奖。
1952年,鲍尔萨姆和他的首任妻子女演员帕鲁·索姆纳结婚,两年后离婚。他的第二任妻子是女演员乔伊丝·冯·派特,这段婚姻维持了三年,并育有一女。他与第三任妻子依伦·米勒在1963年结婚并在1987年离婚。前女婿：乔治·克鲁尼