Nata a Bagnara Calabra, Reggio Calabria il 20 settembre 1947.
Con il suo vero nome - Domenica Bertè - incide il suo primo 45 giri "I miei baci non puoi scordare" a soli quindici anni. Cantava nelle feste di paese, partecipava a concorsi per voci nuove. La svolta avviene con Carlo Alberto Rossi e il contratto con la Jukebox, la sua etichetta discografica.

Proprio con questo disco - in cui viene lanciata come ragazzina yè-yè - è notata dal settimanale Tuttamusica che la inserisce in un gruppo chiamato La greffa.
Segue una cover, "Insieme", di un successo inglese (In Summer,) ma è grazie alla sua terza produzione, "Il magone" (1964), che ottiene i primi veri consensi.
Viene invitata a partecipare come ospite giovane allo show televisivo Teatro 10 condotto da Lelio Luttazzi, dove interpreta un motivo divertente, "Ed ora che abbiamo litigato".

Tuttavia dopo questo ottimo esordio, di lei si perdono le tracce fino al 1971. Ovvero fino alla partecipazione al primo Festival d’avanguardia e nuove tendenze di Viareggio dove, accompagnata dal suo gruppo La macchina, vince cantando "Padre davvero", un brano anticonformista e dissacratorio. È così che nasce, ad opera di Alberigo Crocetta, scopritore e produttore di talenti, il primo album di Mia Martini - Oltre la collina, tra i cui autori figura anche Claudio Baglioni.

Nell’ aprile del 1972, rotto il contratto con la Rca, Mia Martini passa alla Ricordi e incide "Piccolo uomo", frutto della sua collaborazione con Bruno Lauzi.
Il disco rimane per cinque mesi ai primi posti delle classifiche nazionali, vince l’edizione del Festivalbar (e poi il bis di Mia nel 1973 con il singolo "Minuetto", scritto da Franco Califano), diventa un successo anche in Francia, Spagna e America latina.
Nell’autunno dello stesso anno partecipa alla Mostra internazionale di musica leggera di Venezia, con "Donna sola", e poi pubblica l’ album, Nel Mondo, Una Cosa, premio della Critica come Miglior Album del 1972.

Nel 1973, è la volta de Il giorno dopo che contiene "Ma quale amore" di Antonello Venditti, la cover di "Your Song" di Elton John e "Signora" di Jean Manuel Serrat, tradotta da Paolo Limiti.
Per Mia Martini è un momento d’oro: vince la Gondola d’oro di Venezia per le vendite del disco Donna Sola, poi il referendum di Sorrisi e canzoni come miglior cantante donna dell’anno e il Premio della critica europea a Palma de Majorca.

Ed è proprio in Spagna che la cantante inizia una stretta collaborazione con Charles Aznavour che dura tre anni e che culmina nel 1977 in un tour trionfale In questo periodo pubblica altri tre album: E’ Proprio come Vivere, Sensi e controsensi e Un altro giorno con me. Nel 1975 è presente al Festivalbar con "Donna con te"; nel 1976 grande successo con l’album Che Vuoi Che Sia… se T’ho Aspettato Tanto.
L’anno seguente esce Per amarti, in cui Mia è accompagnata da musicisti del calibro di Tullio De Piscopo, Ivano Fossati e Ruggero Cini.

Nel 1977 è la vedette del Festival di Tokio e nel 1982 è per la prima volta a Sanremo con una canzone di Fossati, "E non finisce mica il cielo", aggiudicandosi il premio della critica, oggi Premio Mia Martini, come miglior interprete.

Ma al Festival di Sanremo Mia Martini partecipa altre tre volte. Nell’89 con "Almeno tu nell’universo", brano scritto ancora da Bruno Lauzi, nel 1990 con "La nevicata del ’56" e nel 1992 - quando arriva seconda alle spalle di Luca Barbarossa - con "Gli uomini non cambiano".

Sono le sue ultime partecipazioni: Mia Martini muore a Milano nel maggio 1995.