Une fois diplômée de Ball State University, Martha De Laurentiis entame sa carrière au cinéma en 1976 à New York comme assistante auditrice pour Martin Poll sur
The drain curse, mini-série de NBC. Pressentant son potentiel, le producteur Frank Marshall l'engage comme assistante pour
Warriors, de Paramount. Pendant trois ans, elle travaille dans la production à New York. Elle rencontre Dino De Laurentiis en 1980 alors qu'elle est comptable de production sur
Ragtime, réalisé par Milos Forman.
Après
Ragtime, Martha devient administratrice en chef de Dino De Laurentiis Productions, où elle supervise le financement de
Dead Zone,
Amityville Ii et
Amityville Iii d'après Stephen King.
Firestarter marque son arrivée en tant que productrice associée, ce qui la mène à produire d'autres films dont
Cat’s Eye et
Silver Bullet, d'après Stephen King,
Date With An Angel,
Bedroom Window,
Maximum Overdrive et
Raw Deal avec Arnold Schwarzenegger, ainsi que trois mini séries de CBS :
Sometimes They Come Back,
Solomon And Sheba et
Slave Of Dreams, toujours d'après Stephen King.
En 1983, Martha fonde sa société, Dino De Laurentiis Company (DDLC) et avec Dino en 1984, elle construit North Carolina Film Studios à Wilmington, dont elle sera présidente jusqu'en 1988. Durant ces cinq années, 27 films seront tournés à Wilmington et la Caroline du Nord deviendra le deuxième Etat américain pour la production de films. En 1986, les De Laurentiis construisent un complexe de studios sur la Gold Coast australienne, devenu Warner Bros/Village Roadshow Studios. En 2003, Martha et Dino s'attaquent à la construction d'un grand studio à Ouarzazate, au Maroc, maintenant totalement opérationnel, il a notamment servi pour
Kingdom Of Heaven de Ridley Scott.
DDLC a déjà produit plus de 30 films parmi lesquels
Crimes Of The Heart, nominé aux Oscars,
Blue Velvet de David Lynch,
Manhunter de Michael Mann,
L'Année Du Dragon et
Desperate Hours de Michael Cimino,
Breakdown avec Kurt Russell,
Bound,
U-571 avec Matthew McConaughey,
Hannibal de Ridley Scott et
Red Dragon, avec Edward Norton et Anthony Hopkins.
Martha est présidente du West Coast Advisory Board de la Jason Foundation qui a pour mission de prévenir le suicide chez les adolescents. Elle siège également au conseil d'administration de l'Association des anciens élèves de Ball State University, de The North Carolina School of the Arts, du Conseil des femmes de la Harvard Kennedy School of Government et de Save the Children.
En 2008 elle produit
Medieval Pie de David Leland.