Родился 12 апреля 1919 года в селе Дальновидово ныне Залегощенского района Орловской области в крестьянской семье. Русский. Окончил 8 классов. Работал в колхозе, токарем-универсалом на заводе в городе Златоуст Челябинской области (ныне ОАО Златоустовский машиностроительный завод «Булат»). Проходил в 1939 – 1940 годах действительную службу в армии. Вновь призван в армию в  июне 1941 года Златоустовским райвоенкоматом.

В действующей армии – с июля 1941 года. Окончил курсы младших лейтенантов в 1942 году. Сражался на Калининском, Западном, Брянском, Белорусском, 1-м Белорусском фронтах.

Отличился в Белорусской стратегической наступательной операции.

556-й стрелковый полк по приказу командования начал операцию с отвлекающего удара в Быховском районе Могилевской области, который должен был способствовать прорыву обороны противника на главном направлении удара дивизии.

Две роты 556-го стрелкового полка  под командованием старшего лейтенанта В.К.Мартынова и капитана Гуляма Якубова в ночь на 24 июня 1944 года, прорвав оборону противника, захватили господствующую высоту 150,9 (в треугольнике между деревнями Лудчицы, Яново, Комаричи Быховского района) и  в течение 19 часов удерживали ее. В ожесточенных боях они отразили многочисленные  контратаки противника, предпринятые противником силой до двух батальонов пехоты при поддержке артиллерии и минометов.

В ходе боя на высоте было уничтожено более 400 немецких солдат и офицеров. Большинство бойцов штурмовых рот, в том числе их командиры – старший лейтенант В.К.Мартынов и капитан Якубов, сражаясь до последнего патрона, погибли в этом бою смертью храбрых. При захвате высоты красноармеец С.Искалиев совершил подвиг, закрыв своим телом амбразуру вражеского дзота.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 марта 1945 года за мужество и героизм, проявленные в Белорусской стратегической наступательной операции, старшему лейтенанту Мартынову Владимиру Кирилловичу присвоено звание Героя Советского Союза (посмертно).

Тем же указом звание Героя Советского Союза посмертно присвоено Г.Якубову и С.Искалиеву.

Герои были похоронены у села Могучий Партизан Быховского района (ныне не существует, возможно, переименовано). В Википедии указано место захоронения – в 4 км от села Комаричи. В настоящее время села Комаричи также не существует. Вероятно, оно слилось с рядом расположенным селом Таймоново.

На высоте 150,9, которая в послевоенное время получила наименование «Лудчицкая высота», или Курган Славы, сооружен мемориальный комплекс в память героического подвига советских воинов. На вершине Кургана Славы  –   фигура старика-гусляра, поющего славу героям. Ниже – стена с шестью барельефами Героев Советского Союза – В.К.Мартынова, Г.Якубова, С.Искалиева и еще трех, принимавших участие в освобождении Быховского района Могилевской области – П.Д.Виниченко, Г.С.Размадзе и И.А.Борисевича.

Именем Героя названа улица в Быхове.

Награжден орденом Ленина, 2 орденами Отечественной войны 2-й степени (1.02.1944; 18.02.1944).

На Брянском фронте в составе 11-й гвардейской, а затем 63-й армии участвовал в Брянской наступательной операции (1 сентября – 3  октября 1943 года), в том числе в освобождении станции Навля и города Клинцы Брянской области.

На Белорусском фронте участвовал в составе 63-й армии в Гомельско-Речицкой наступательной операции на территории Белоруссии (10 – 30 ноября 1943 года) и в последующих боях на территории Гомельской области.

В ночь на 28 января 1944 года во главе роты участвовал в силовой разведке в районе села Турск (Рогачевский район Гомельской области). Рота быстро и решительно продвинулась вперед, уничтожила до 15 солдат и офицеров, захватила контрольного пленного. За успешно проведенную операцию В.К.Мартынов был награжден орденом Отечественной войны 2-й степени.

В наступательном бою 8 февраля 1944 года юго-западнее села Турск  рота старшего лейтенанта В.К.Мартынова  первой прорвала оборону противника. Ворвавшись в немецкие траншеи, нанесла большие потери врагу – немцы потеряли только убитыми до 35 человек, начали беспорядочно отступать. На плечах отступавших рота ворвалась во 2-ю траншею. Будучи окруженной превосходящими силами противника, рота сражалась до подхода основных сил полка сил и самостоятельно вышла из окружения. В бою 9 февраля 1944 рота отразила большое число контратак, но рубеж отстояла.
За эти бои старший лейтенант В.К.Мартынов был награжден вторым орденом Отечественной войны 2-й степени.

На 1-м Белорусском фронте с 21 по 26 февраля 1944 года участвовал в Рогачёвско-Жлобинской наступательной операции  и освобождении города Рогачев Гомельской области, за что его дивизия получила наименование Рогачевской.

С 24 июня 1944 года в составе 3-й армии принимал участие в Бобруйской наступательной операции 1-го Белорусского фронта – составной части Белорусской стратегической операции.

Из наградного листа

В ночь с 23 на 24 июня 1944 года, руководя ротой по прорыву обороны противника в районе высоты 150,9, что юго-восточнее села Лудчицы Быховского района Могилевской области, тов. Мартынов умелыми, смелыми и решительными действиями обеспечил прорыв обороны противника на всю ее глубину, заняв его третьи траншеи.
После этого противник сосредоточил до двух батальонов пехоты и при поддержке трех батарей 105-мм орудий и ураганного минометного огня перешел в контратаку на роту тов. Мартынова, которая к этому времени насчитывала менее 40 человек.
Благодаря мужественному, геройскому  и умелому руководству старшего лейтенанта Мартынова весь личный состав на протяжении 19 часов отражал контратаки противника, уничтожив при этом до 470 немецких солдат и офицеров.
К исходу дня противнику удалось окружить роту тов. Мартынова превосходящими силами. Весь личный состав роты до последнего патрона и гранаты сражался за захваченный ротой рубеж. Все бойцы роты погибли героической смертью, не оставив рубежа. Сам тов. Мартынов в решающей схватке с численно превосходящим противником погиб на поле боя героической смертью.

За проявленные умелые, смелые и решительные героические действия в боях с немецко-фашистскими захватчиками достоин присвоения звания «Герой Советского Союза».

Командир 556 стрелкового полка подполковник Кочур
26 июня 1944 года

При подготовке биографии, кроме указанных источников, использованы материалы с сайта Деревни Быховского района.