Etudiant en philosophie à la California State University de Long Beach, Steve Martin se destine tout d'abord à l'enseignement de la philosophie. En 1967, il découvre cependant le monde de la télévision en signant les scripts de la série The Smothers Brothers Comedy Hour qui lui valent d'emblée un Emmy Award. C'est encore sur le petit écran que le néo-comédien se révèle avec ses apparitions récurrentes dans la célèbre émission comique Saturday night live, dont il devient l'un des plus réguliers invités dans les années 70. En 1978, Steve Martin découvre le cinéma avec un rôle secondaire dans la comédie musicale The Sergeant Pepper's lonely hearts band de Michael Schultz, et s'établi définitivement dans le registre comique en cumulant les rôles dans The Jerk de Carl Reiner (1979). Après un détour par le drame (Tout l'or du ciel d'Herbert Ross en 1981 qui lui offre sa première nomination aux Golden Globes), l'acteur retrouve Carl Reiner et le sourire avec Les Cadavres ne portent pas de costard (1982) et L'homme aux deux cerveaux (1983) où il révèle toute l'étendue de son sens de la comédie loufoque, dont il signe d'ailleurs souvent les scénarios. Avec Solo pour deux toujours réalisé par Carl Reiner (1984) et Roxanne de Fred Schepisi qu'il a écrit, Steve Martin gagne définitivement le coeur des spectateurs et de la critique et cumule les citations aux honneurs (deux nominations au Golden Globe du meilleur acteur, le Los Angeles Film Critics Association Award, le National Society of Film Critics Award, le New York Film Critics Award, le Writers Guild Association Award), après un détour du coté de La Petite Boutique des horreurs de Frank Oz en 1986. Comédies toujours dans les années 90 avec Portrait craché d'une famille modèle de Ron Howard en 1989, Le Père de la mariée de Charles Shyer deux ans plus tard ou Fais comme chez toi de Frank Oz en 1992, mais aussi un passage marquant par le drame avec Grand Canyon de Lawrence Kasdan (1991). En légère perte de vitesse au milieu des nineties, l'acteur retrouve le premier plan à la fin de la décennie en prêtant sa voix au personnage d'Hotep dans le film d'animation Le Prince d'Egypte après avoir participé à l'arnaque de La Prisonnière espagnole de David Mamet (1997), puis en partageant l'affiche de Bowfinger, roi d'Hollywood avec Eddie Murphy pour sa troisième collaboration avec Frank Oz. En 2003, Steve Martin figure au générique de la comédie Bronx à Bel Air d'Adam Shankman, succès surprise du printemps.