Acteur et producteur britannique, Martin Shaw débute au théâtre vers 1967, tout en entamant une riche carrière télévisuelle à la même époque. Il obtient un rôle marquant dans la série Doctors in the House qui le révèle au grand public britannique. Roman Polanski lui offre le rôle central de Banquo dans son Macbeth (1971) qui est une œuvre prestigieuse, mais aussi un flop commercial. Il retourne à la télévision, puis revient au cinéma avec Le voyage fantastique de Sinbad (Hessler, 1974) et Sept hommes à l’aube (Gilbert, 1975).
Toutefois, Martin Shaw triomphe au petit écran dans le rôle de Doyle de la série Les professionnels qui triomphe entre 1977 et 1983. Il participe à une soixantaine d’épisodes et acquiert ainsi une forte popularité. Le reste de sa carrière se déroule à la télévision avec des séries à succès dont il est le héros : The Chief (1993-1995), Judge John Deed (2001-2007) ou plus récemment Inspecteur Gently (2007-2017).