Tom Martinsen wurde in Hamar - Norwegen geboren. Nach seinem Abitur in Hamar, studierte er an der Hochschule für Musik in Oslo, anschließend an der Opernschule in Stockholm. Gesangsunterricht u.a. bei Nicolai Gedda, Tito Gobbi und Peter Pears. 1981 debütierte er als Ferrando in Cosi fan tutte an der Königlichen Oper in Stockholm. Dort blieb er als erster Tenor bis 1986 und sang neben Cosi fan tutte auch Partien wie Ramiro - Cenerentola, Fenton - Falstaff und Cassio -Othello. Konzerte und Operntourneen führten ihn in dieser Zeit auch durch die USA, Schweiz, Deutschland und Österreich. Von 1986 bis 1988 war er am Stadttheater Koblenz engagiert. Dort hat er u.a. Almaviva - Barbier von Sevilla, Boris - Katja Kabanova, Stewa - Jenufa, Rodolfo - La Boheme und auch Operettenpartien, wie z.B. Tassilo - Gräfin Mariza gesungen. Von 1988 bis 1993 war er am Musiktheater im Revier, Gelsenkirchen engagiert. In dieser Zeit gastierte er auch viel in Krefeld-Mönchengladbach, im Gärtnerplatz Theater - München und am Staatstheater Wiesbaden. In den letzten Jahren hatte er zahlreiche Gastspiele als Don José, Alfredo, Hoffmann, Max, Alvaro und Pinkerton,  sowie Sommerfestspiele in Wien und Salzburg. Tom Martinsen gastierte u.a. als Grigori/Dimitrij in Boris Godounov an Teatro National Sâo Carlos in Lissabon. 1991/92 debütierte er als Hoffmann in Hoffmanns Erzählungen an der Sächsischen Staatsoper Dresden, und ist seitdem dem Haus verbunden. Rollen u.a. wie Hoffmann, Tamino, Schütze - Friedenstag, Ismaele - Nabucco, Narraboth-Salome, Belsazar - Belsazar(Händel), Steuermann - Holländer, Walther - Tannhäuser, moderne Opern wie Reimanns Melusine und König Lear, oder Dallapiccolas Der Gefangene. Von 1995 bis 1998 hatte er auch einen umfassenden Gastvertrag mit dem Stadttheater Bern. Im Herbst 1999 wirkte er bei der Schallplattenaufnahme Strauss-„Friedenstag" unter der Leitung von Maestro Giuseppe Sinopoli mit. Neben seiner Tätigkeit als Opernsänger gibt er auch Konzerte u.a. mit der Stuttgarter Philharmonie, Bamberger Symphoniker, Istanbul Symphoniker, Tschechische Philharmonie  oder der Dresdner Philharmonie.