Martina Gedeck est née le 14 septembre 1961 à Landshut en Bavière. En 1971, la famille déménage pour Berlin où elle fait ses études au Lycée Schadow, en 1977-1978 elle fait un échange scolaire d'un an dans le New Jersey et commence après le baccalauréat des études de lettres et d'histoire à la Freie Universität de Berlin.
De 1982 à 1986, elle fréquente les cours Max Reinhard à l'Ecole Supérieure des Arts de Berlin et se forme au métier d'acteur.
Elle fait ses débuts à Francfort au "Theater am Turm", passe au "Deutsches Schauspielhaus" de Hambourg où elle joue Marianne dans "L'avare" de Molière, mise en scène de Wilfried Minks, puis se produit au "Schauspielhaus" de Bâle, au "Theater am Kurfürstendamm" de Berlin et aux "Kammerspiele" de Hambourg.
En 1988, elle commence à travailler pour la télévision et le cinéma.
Pour son interprétation de Sérafina dans le film "Rossini" du réalisateur Helmut Dietl et son interprétation de Lilo dans le film "Das Leben ist eine Baustelle" (La vie est un chantier) du réalisateur Wolfgang Becker, elle obtient en 1997 le Prix du Meilleur Second Rôle.
En 1998, elle reçoit le prix Adolf-Grimme de la télévision allemande pour son interprétation dans le film  "Bella Block".
En 2002, elle a reçu le prix du meilleur Premier Rôle dans le film "Bella Martha" de la réalisatrice Sandra Nettelbeck.
Elle a tourné dans plus de 50 longs métrages que cela soit à la télévision ou au cinéma.
Elle a vécu de 1990 à 1999 avec l'acteur Ulrich Wildgruber.
Martina Gedeck vit à Berlin.

Filmographie:

1995 - Conversations très privées                                
1996 - Rossini
1996 - La vie est un chantier
1998 - Frau Rettich, die Czerni und ich
2001 - Bella Martha
2002 - Verlorenes Land
2002 - Andréas Hofer
2005 - La vie des autres (Christa-Maria Sieland) - Réal. : Florian Henckel von Donnersmarck
2006 - Les particules élémentaires (Christiane) - Réal. : Oskar Roehler                                               
2006 - Sommer '04 (Miriam) - Réal. : Stefan Krohmer
2007 -  Raisons  d'Etat (Hanna Schiller)  -  Réal.  :  Robert de  Niro
2008 - Geliebte  Clara  (Clara Schumann)  -  Réal.  :  Helma Sanders Brahms
2009 - Sissi (L'archiduchesse Sophie) - Réal. : Xaver Schwarzenberger
2010 - Jud Süß - Film ohne Gewissen (Anna Marian) - Réal. : Oskar Roehler