Родился Николай Михайлович в Виленской губернии. В 1874 году Мартьянов переехал в Минусинск, работал провизором городской аптеки и посвящал все свое свободное время изучению природы Минусинского края.
За два года он собрал значительный естественно-исторический материал, что позволило ему основать Минусинский краеведческий музей в 1877 году.
Также Николай Михайлович известен как основатель Сибирской музейной школы и активный участник научных экспедиций по югу Енисейской губернии, Кузнецкому Алатау, Саянам и Туве.
Кадеты почтили память Николая Михайловича Мартьянова минутой молчания, вспомнив о подвиге и самоотверженном труде.