Edoardo Martino obtient sa licence à l'Ecole normale supérieure de Pise, puis exerce comme professeur de philosophie et d'histoire dans l'enseignement secondaire. A l'entrée en guerre de l'Italie, rappelé au service auprès de l'Etat-major de l'Armée, il participe à la campagne de Russie et se trouve entraîné dans l'a retraite de 1943.
En septembre 1943, Edoardo Martino adhère à la Democrazia Cristiana. Il s'engage dans la Résistance et participe activement dans la région de Montferrat à la lutte pour la libération où il organise la XI division de partisans "Patria" dont il exerce le commandement sous le pseudonyme de " Malerba ".
L'après-guerre le trouve professeur et président de l'Institut supérieur de science de l'opinion publique de l'Université internationale des Sciences sociales "Pro Deo" de Rome. En Piémont, Martino fonde dans le même temps un bihebdomadaire politico littéraire, "Poligono", dont il assume la direction.
Appelé comme sous-secrétaire à la Présidence du Conseil dans le quatrième gouvernement présidé par De Gasperi (1947), Martino est élu député à la Chambre des Députés italienne sans interruption de 1948 à 1963. Durant cette période il exerce de nombreuses et importants changes au sein de l'appareil de l'Etat, comme sous-secrétaire à la Défense, puis aux Affaires étrangères.
A l'Assemblée il est nommé à plusieurs reprises rapporteur d'importants projets de loi. A l'automne 1957, il est nommé membre de la délégation italienne aux Nations Unies. Assemblée générale. En 1958, Martino est désigné comme représentant de l'Assemblée italienne à l'Assemblée parlementaire européenne de Strasbourg. En 1964, il est élu Président de la Commission politique du Parlement européen, fonction qu'il exerce jusqu'en 1967, lorsqu'il doit démissionner de l'Assemblée italienne en raison de sa nomination en qualité de Commissaire européen. A la Commission européenne, il se voit confier la responsabilité des Relations extérieures et exerce la présidence du Groupe 'Relations extérieures et aide du Développement'.
Après avoir quitté la Commission de Bruxelles, Martino consacre toute son énergie et ses capacités intellectuelles à l'Istituto di studi europei Alcide De Gasperi de Rome dont il exerce la présidence depuis la fondation en 1956. Il y enseigne les relations extérieures de la Communauté européenne jusqu'à son décès.