Filha do sambista Martinho da Vila e da cantora Anália Mendonça (seu nome é uma mistura dos nomes dos pais), a cantora nasceu no bairro de Pilares, Zona Norte do Rio de Janeiro. Desde criança foi cercada pela música.

Começou a carreira profissional aos 16 anos, fazendo vocais de apoio para o pai ao lado dos irmãos Pinduca e Analimar. Em meados dos anos 1990, passou a realizar apresentações no circuito de bares, pequenas casas noturnas e teatros do Rio de Janeiro, o que culminou no lançamento de seu disco Minha Cara, voltado para o samba-canção. A partir de 1994, passou a integrar o grupo Batacotô, com quem lançou o Samba dos Ancestrais. A artista também foi percussionista da banda de Ivan Lins.

Mart'nália teve o privilégio de se tornar apadrinhada de grandes nomes da Jovem Guarda graças a seu pai. Caetano Veloso foi o diretor artístico de seu disco Pé do meu Samba, além de compor a faixa-título, e Maria Bethânia produziu Menino do Rio. A partir desses dois álbuns, Mart'nália passou a atrair maior atenção da mídia e a ter uma agenda de shows mais estabelecida em todo o país, abrindo caminho para turnês internacionais pela Europa e África.