Martha Plimpton, 16 Kasım 1970 tarihinde New York Şehri'nde dünyaya geldi. Anne tarafından Büyükbabası olan Theodore Plimpton, bir yayıncı, babası ise bir ressamdı. Martha, New York'taki_FORMAT két, Bard College ve Yale Üniversitesi'nde tiyatro eğitimi aldıktan sonra oyunculuğa adım attı.

Plimpton, sinema ve televizyonda önemli rollerde yer aldı. İlk kez 1981 yılında "A Little Piece of Heaven" adlı filmde rol aldı. 1985 yılında "The Goonies" adlı filmde Beth Jacoby rolünü canlandırarak büyük üne kavuştu. Daha sonra "Raising Hope", "The Good Wife" ve "Shameless" gibi başarılı televizyon yapımlarında yer aldı. En son "The Conners" adlı dizide yer aldı.

Plimpton, oyunculuk kariyeri boyunca birçok ödül kazandı.