Леонид Николаевич Мартынов родился 9 (22) мая 1905 года в Омске в семье техника путей сообщения, детство провел на Великом Сибирском железнодорожном пути, в служебном вагоне отца. Стихи начал писать еще гимназистом, был сельским книгоношей, участвовал в геолого-геодезических экспедициях, работал корреспондентом в газетах. В 1932 году был арестован по обвинению в контрреволюционной пропаганде и осуждён по делу так называемой «Сибирской бригады» по статье 58/10 УК РСФСР к высылке на три года в Северный край. (Реабилитирован прокуратурой СССР 17 апреля 1989 года посмертно), в Вологду, где жил с 1932 до 1935 год. Работал в местной газете «Красный Север».
По возвращении в Омск Л. Мартынов пишет первые поэмы: «Старый Омск», «Адмиральский час», «Рассказ о русском инженере», «Тобольский летописец», «Домотканая Венера», «Поэзия как волшебство» и др. В поэмах-повестях фабульная выдумка при исторической подлинности рассказа, глубокое знание фольклорно-этнографического, историко-бытового материала, многоголосье, масштабность историко-философского фона. Сибирь в эпосе Мартынова - страна цивилизации, творимой людьми разных сословий, возникшей на перекрестке культур многих народов; Сибирь в поэмах - земля, рождающая и принимающая под свое покровительство души сильные, яркие и свободные.
Первая книга Мартынова - «Стихи и поэмы» вышла в Омске. В 1942 году благодаря хлопотам писателя А. Калинченко был принят в Союз Писателей СССР. В 1943 году К.М. Симонов предложил своё место фронтового корреспондента в «Красной Звезде». Мартынов вернулся в Омск «за вещами», но был тут же призван в армию, в Омское пехотное училище. По состоянию здоровья был освобождён от военной службы, и служил как литератор - писал историю училища. Обвиненный послевоенной критикой в аполитичности и вневременности своей поэзии, певец Лукоморья почти на десятилетие был лишен возможности печататься. Широкая известность Мартынова началась с выходом сборника «Стихи», созвучного поре общественного обновления, раскрепощения человека, освобождения его от страхов. В лирике Л. Мартынова сильно выражено возрожденческое начало, мысль об ответственности человека за все происходящее, за судьбу Земли.
Переводил на русский язык стихотворения английских, чешских, чилийских, венгерских, литовских, польских, французских, итальянских, югославских и других поэтов. По словам Л. Мартынова, он перевёл около ста тысяч стихотворных строк. За переводческую деятельность награждён правительством Венгрии орденами «Серебряный Крест» (1949), «Золотая Звезда» (1964) и «Серебряная Звезда» (1970). Леонид Мартынов умер 21 июня 1980 года. Похоронен в Москве на Востряковском кладбище.