Martina è la secondogenita di Paolo Bonolis, nata nel 1981 in America, dal matrimonio tra il conduttore Mediaset e la psicologa Diane Zoeller.
La ragazze ha sempre vissuto lontano dall'Italia, di fatti il suo rapporto con il padre è cresciuto sulla lunga distanza.
Appassionata di teatro, psicologa di professione, si è sposata nel novembre 2019 con il suo compagno.
