Actrice, productrice et monteuse espagnole, Maribel Martín est née en 1954 à Madrid, en Espagne. La petite fille débute au cinéma alors qu’elle n’a pas sept ans dans la comédie Tres de la Cruz Roja (Fernando Palacios, 1961). Dès l’année suivante, elle triomphe dans la comédie Une famille explosive (Fernando Palacios, 1962), l’un des films les plus populaires en Espagne. D’ailleurs, elle reprend son rôle dans la suite La familia y… uno más (Fernando Palacios, 1965). Dès l’âge de 13 ans, elle démarre aussi une carrière théâtrale et devient donc une enfant vedette très populaire.
Si elle ne fait qu’une apparition dans le western Colorado (Sergio Sollima, 1967), elle étonne tout le monde en jouant dans le film d’horreur gothique La Résidence (Narciso Ibáñez Serrador, 1969). Finalement, quand elle approche de la vingtaine, Maribel Martín se spécialise de plus en plus dans le cinéma de genre avec La mariée sanglante (Vicente Aranda, 1972), l’excellent La cloche de l’enfer (Claudio Guerín et Juan Antonio Bardem, 1973).
En 1976, elle joue le rôle d’Isabelle de Castille dans La espada negra (Francisco Rovira Beleta, 1976) et elle choisit de se consacrer davantage au théâtre. Pour ne pas contrarier son agenda, elle joue également pour la télévision, notamment dans les séries Estudio 1 et Fortunata y Jacinta. Parmi ses derniers rôles marquants, on signalera le formidable Les saints innocents (Mario Camus, 1984) et El niño de la luna (Agustí Villaronga, 1989).
Depuis les années 90, elle est devenue productrice et travaille de temps à autre comme monteuse. Elle a totalement abandonné sa carrière d’actrice.