Martine Letterie werd in 1958 in Amsterdam geboren. Toen ze twee was verhuisde het gezin Letterie naar Voorburg, daar groeide Martine op. Tegenwoordig woont Martine met haar man in Vorden. Ze hebben drie volwassen kinderen.

Martine studeerde Nederlandse taal en letterkunde in Utrecht, met Middelnederlandse letterkunde als hoofdvak. Na haar afstuderen werkte ze als lerares Nederlands op middelbare scholen, en ook was ze een aantal jaren docent jeugdliteratuur aan de pabo in Doetinchem. Haar belangstelling voor jeugdliteratuur blijkt ook uit allerlei andere activiteiten. Zo was Martine lid van de Griffeljury, zat ze in de redactie van Tikker, een blad over jeugdliteratuur, en schreef ze mee aan Literatuur in de basisvorming, een studieboek over lesgeven in (jeugd)literatuur.

In 1996 verschijnt haar eerste jeugdboek, Het schorriemorrie van De Pruk. Het speelt zich af in Den Haag in de 18e eeuw en gaat over twee van haar voorouders, die de leiding hadden over een inbrekersbende. Martine stopt met lesgeven en wijdt zich helemaal aan het schrijven. Voor haar boeken duikt Martine in de geschiedenis, soms ook in die van haar eigen familie. Zo gaat Oorlog zonder vader over de geschiedenis van haar vader. Martine schreef veel kinderboeken over de Tweede Wereldoorlog.
In Wij blijven bij elkaar vertelt ze het verhaal van de kinderen Birnbaum die alle zes de oorlog overleefden. Voor jonge kinderen (6-9 jaar) schreef ze drie boeken over de oorlog.
- Kinderen met een ster, dat werd bekroond met een Zilveren Griffel en een Eervolle Vermelding van de Thea Beckmanprijs.
- Verboden te vliegen, waarvoor ze in 2020 de Thea Beckmanprijs ontving.
- Waarom de maan verdwijnt, dat ze baseerde op verhalen van mensen die de oorlog zelf hebben meegemaakt.

Sinds 1 januari 2021 is Martine Letterie voorzitter van IBBY-Nederland.