Место рождения, образование. Родился в селе Ветлы Любешивского района Волынской области. В 1972 году окончил Луцкий государственный педагогический институт им.Л.Украинки по специальности учитель истории и обществоведения. Кандидат исторических наук (1976).

Карьера. 1967-1968 гг. – лаборант Ветливской средней школы.

1972-й – учитель истории в школе села Большая Глуша Любешивского района.

1975-1981 – аспирант, младший, старший научный сотрудник Института общественных наук Академии наук Украины. После этого Мартынюк, член КПСС с 1970 года, пошел по партийной линии.

1981-88 гг. – лектор, заместитель заведующего Дома политпросвещения, заместитель завотделом пропаганды и агитации Львовского обкома Компартии Украины.

1988-1991 гг. – секретарь Львовского горкома КПУ, инструктор идеологического отдела ЦК КПУ, первый секретарь Львовского горкома КПУ.

1991-1994 гг., после запрета Компартии, – охранник служебных помещений агрофирмы “Украина” в Киеве.

В 1991-м Мартынюк вступил в Соцпартию Украины, в 1992-1993 гг. возглавлял редакцию центральной партийной газеты Товарищ.

В 1993 году, после легализации Компартии Украины, возобновил членство в КПУ и занял пост главного редактора партийной газеты Коммунист, на котором работал до 1997-го.

В 1995-м стал членом президиума и вторым секретарем ЦК КПУ (вторым человеком в партии после лидера Петра Симоненко).

1997-1998 гг. – руководитель центрального избирательного штаба КПУ.

1998-2002 гг. – народный депутат Украины III созыва от КПУ. С 1998-го – первый заместитель председателя Верховной Рады Александра Ткаченко.

2002-2006 гг. – народный депутат Украины IV созыва от КПУ. С 2003-го – первый заместитель спикера Верховной Рады Владимира Литвина.

2006-2007 гг. – народный депутат Украины V созыва от КПУ. Первый заместитель председателя Верховной Рады Александра Мороза.

2007-2012 гг. – народный депутат Украины VI созыва от КПУ. Заместитель главы фракции коммунистов. 11 мая 2010 года был избран на пост первого вице-спикера парламента вместо ушедшего в правительство регионала Александра Лавриновича.

С декабря 2012 г. – народный депутат Украины VII созыва от КПУ (№8 в избирательном списке). Первый заместитель главы фракции КПУ. Член комитета ВР по вопросам национальной безопасности и обороны.

16 января 2014 года голосовал за “диктаторские законы” – пакет антидемократических законов, которые существенно ограничивали права граждан и свободу слова.

Регалии. Кандидат исторических наук. Награжден орденом Ярослава Мудрого V степени (2005).

Семья. Жена Валентина Филипповна (1956 г.р.). Дочь Наталья (1979 г.р.).