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Martin Wheeler commence par se produire à New York en free-jazz avec le groupe "The Pleasure", et fait des concerts en Allemagne et à Paris. Il rentre dans le monde du cinéma par le biais du documentaire et de la musique de publicité. Sa rencontre avec la réalisatrice Sólveig Anspach lui ouvre les portes de la musique de films. Il remporte le César de la meilleure musique originale en 2014, pour Michael Kohlhaas d'Arnaud des Pallières.