Zijn voorganger Nicolaas III was in Sorino bij Viterbo gestorven, daarom vond ook in Viterbo het conclave plaats, dat de kardinaal van de Santa Cecilia koos. Omdat de beide pausen Marinus als Martinus gerekend worden, noemde hij zich Martinus IV. Hij was zegelbewaarder van Lodewijk de Heilige en legaat van Urbanus IV in Frankrijk geweest, waar hij de onderhandelingen had gevoerd die geleid hadden tot de overneming van het koninkrijk Sicilië door Krel van Anjou. Hij stond geheel onder invloed van Karel I, die weer terug kreeg wat hij onder Nicolaas III verloren had.

De noodlottige politiek van Martinus om Anjou te steunen heeft er toe bijgedragen om de hereniging met Byzantium die Gregorius X in 1274 tot stand had gebracht, te vernietigen, omdat Karel een vijand van Byzantium was. Tegelijkertijd (31 maart 1282) werd de paus getroffen door de Siciliaanse Vespers, die door keizer Andronicus II van Byzantium ondersteund werden. Deze maakte een eind aan de wrede heerschappij van het gehate huis Anjou op Sicilië en brachten koning Peter III de Grote van Aragon, de schoonzoon van Manfred en erfgenaam der Hohenstaufen als koning van Sicilië op de troon. Het was een grote fout van Martinus, dat hij door Peter III te excommuniceren ook verder Anjou steunde. Grote gebieden van Italië kwamen in opstand tegen de Fransen. De paus, die in Orvieto resideerde, stierf in Perugia. Hij was een bezadigde, bescheiden, maar krachteloze paus. Dante heeft hem in de 24e zang van het ‘Purgatorio’ onder de zwelgers gerangschikt.