De origem haitiana, nascida em Montreal, em 1962, Martine estudou ciências sociais e artes gráficas no Ahuntsic College e, posteriormente, Belas Artes na Concordia University. Nesta última, ela entrou em contato com o cinema de animação o que a levou a largar seu emprego na Atkinson-Crawley, em 1986, em Ottawa, onde por alguns meses projetou cenários para séries de televisão.

No ano seguinte, juntou-se à Ciné-Groupe como membro da equipe trabalhando no longa Bino Fabule. Depois foi contratada pela empresa Bleu Réflex, na qual trabalhou como ilustradora e animadora de vários filmes da série Conte Pour Tous, produzida por Rock Demers. Martine integrou a cooperativa de animação Ciné-Clic, na qual ministrou oficinas sobre criação de backgrounds e participou de vários projetos de animação.

Em 1990, associou-se ao NFB como artista colorista, após assistir Pierre M. Trudeau durante a filmagem de Enfantillages. Posteriormente colaborou com Jours de Plaine, co-dirigido por Réal Bérard e André Leduc. Após obter um certificado de professora, simultaneamente ao seu trabalho como designer de cartazes e ilustradora, ela foi convidada por Thérèse Descary a dirigir seu primeiro filme como parte da série Droits au Coeur (Rights of the Heart). O filme foi T.V. Tango (1992), premiado em Chicago, Zlin, Ottawa e outras cidades.

Ainda no início da década de 90, durante o Festival de Cinema de Ottawa ela assistiu a projeção de La Vache, (A Vaca) de Alexandre Petrov, que a impressionou fortemente e levou a decidir-se por um estágio com o cineasta russo. Após quatro anos de estudo da língua russa, em 1994, Martine partiu para Iaroslavl, Rússia, para uma oficina de três meses com Petrov. Martine encorajou o cineasta a ir ao Canadá para filmar a adaptação da obra de Hemingway, O Velho e o Mar (Pascal Blais Productions), que valeu a ele um Oscar.

Em 1995, ela decidiu realizar o filme Âme Noire/Black Soul, um projeto no qual vinha trabalhando desde 1993. Finalizado em 2000, o filme se transformou em um grande sucesso, alcançando 22 prêmios, incluindo o Urso de Ouro do Festival de Cinema de Berlim. A estréia da obra abriu caminho a diversas exposições de seus quadros. Logo após Martine Chartrand começou a trabalhar em outro filme pessoal, MacPherson, inspirado em uma música de Félix Leclerc.