Mårtensson var dr.philos. i filosofi og universitetslektor emeritus ved Filosofiska instutionen ved Lunds universitet.
Han debuterte som forfatter i 1968 med sciencefictionromanenDetta är verkligheten (først utgitt i Danmark som Verdener uden grænse samme år). Romanen ble prisbelønnet ved den europeiske sciencefictionkongressen Eurocon 1 i 1972. Han skrev senere flere sciencefictionromaner og fantasy. Fra og med siste halvdel av 1970-årene skrev han også kriminallitteratur. Romanen Växande hot vant i 1977 avisen Expressens Sherlock-pris for årets beste svenske kriminalroman.