Մարտիրոս Սարյանը ծնվել է 1880 թվականի փետրվարի 16-ին Նոր Նախիջևանում՝ Դոնի ափին, հայկական ընտանիքում, իսկ մանկությունն անցկացրել քաղաքից հեռու հայրական խուտորում։ Անիից Ղրիմ, Ղրիմից Դոնի ափերը գաղթած Սարյանների տոհմը շարունակվում էր Սարգիս Սարյանի բազմանդամ ընտանիքով, որն այդտեղ ապրում էր պարզ, հնավանդ կենցաղով։

1901 թվականին, Մոսկվայի գեղարվեստական ուսումնարանը դեռ չավարտած, 21-ամյա Սարյանը, որոշ գումար ստանալով ավագ եղբայր Հովհաննեսից, որոշում է ճամփորդել՝ տեսնել իր նախնիների երկիրը։ Տպավորություններն այստեղ այնքան խորն եղան, որ նա Հայաստան եկավ և հաջորդ տարիներին՝ շրջագայեց Շիրակում ու Լոռիում, տեսավ Անին ու Էջմիածինը, Հաղպատն ու Սանահինը, Երևանը ու Սևանը։

1915-20 թթ. Սարյանը շատ քիչ է նկարել, սակայն զբաղվել հայրենանվեր գործունեությամբ։ 1915-ին Սարյանը Էջմիածին է գալիս օգնելու հայ գաղթականներին, 1916-ին Թիֆլիսում մասնակցում է առաջին «Հայ նկարիչների միության» ստեղծմանը, 1919-ին Ռոստովում հիմնում է հայկական թանգարան։