토스카나주그로세토에서 태어난, 마르티넬리는 가족들과 함께 로마로 이사를 갔다. 1953년에 로베르토 카푸치에게 발굴되어 패션계에 입문한다. 모델이 된 후 영화에서 작은 역할을 맡기 시작한다. 클로드 오탕라라의 《적과 흑》 (1954)에 출연 후, 다음 해에 《인디언 파이터》에서 커크 더글러스의 상대역으로 첫 주연을 맡았다. 더글라스는 잡지 커버를 마르티넬리가 장식해야한다고 주장해, 그의 프로덕션인 브라이나 프로덕션에서 그녀를 고용하게 된다. 1956년에 마리오 모니첼리의 《도나텔라》에서 '도나텔라'를 연기해, 제6회 베를린 국제 영화제에서 은곰 부문 여자 연기상을 수상했다.[3]
1960년대 말부터, 마르티넬리는 유럽에서 다양한 외국어 작품에 출연했다. 마지막 영어 역할은 1992년에 개봉한 《강아지를 타고 온 건달들》에서의 '카를라' 요원 역이다. 가장 최신 출연작품은 2005년에 방영을 한 이탈리아의 드라마인 《오르골리오》에서 '두케사 디 몬테포르테' 역이다.
개인 삶
마르티넬리는 만치넬리 스코티 디 산비토 백작과 첫 결혼을 했고, 그와의 사이에서 배우 크리스티나 만치넬리(1958년~)를 낳는다. 1968년에는 파리 마치의 사진가이자 가구 디자이너인 윌리 리초와 재혼한다.
