馬丁．埃文斯爵士一九六三年畢業於劍橋大學基督學院，獲得生物化學學士學位，一九六六年獲得碩士學位，一九六九年獲倫敦大學學院博士學位，一九九六年獲理學博士學位。

一九六三年由劍橋大學畢業後，埃文斯爵士進入倫敦大學學院，攻讀解剖與組織胚胎學博士學位，從事脊椎動物發育的遺傳控制研究。他在早期對爪蟾神經誘導中信使RNA變化特徵的研究中，率先採用了瓊脂糖凝膠電泳和代謝雙重標記技術。這些經驗促使他後來建立可行的實驗體系，為從胚胎中分離細胞進行發育研究奠定了基礎。隨著基因操作技術成熟，他選擇了利用組織培養系統，培養小鼠畸胎瘤幹細胞。他是第一個成功令這類細胞在組織培養條件下保持不斷分化能力的科學家。他的實驗室研究證明，這種培養細胞的分化能力，也可以在相似的正常小鼠胚胎細胞中實現。此外，這些細胞與正常胚胎結合時，會廣泛參與正常的發育過程，最終發育成為成年小鼠。

這些研究雖然表明了這些EC細胞與正常小鼠胚胎之間的密切關係，但直到一九八一年他重返劍橋後，才與馬特．考夫曼合作，從正常的小鼠胚胎分離出類似的細胞。埃文斯爵士隨後和他的學生證實，利用這些後來被稱為「胚胎幹細胞」的細胞，可以從組織培養細胞中孕育出具有生育能力的小鼠；利用這些細胞為載體，還能引發培養細胞的突變，或對之進行篩選。這是現在所有小鼠基因敲除和靶向基因操作的基礎。

埃文斯爵士的這些先驅研究，為實驗哺乳動物遺傳學和功能基因組學開闢了新路徑，他使用基因敲除和基因陷阱方法，不斷有新創獲，並建立了人類疾病的動物模式。他的實驗室首先顯示可用基因療法治療囊性纖維化缺陷，最近又通過構建一個突變小鼠模型，深入研究了乳腺癌基因BRCA2的功能。

身為英國皇家科學院院士和皇家醫學科學院創始院士的埃文斯爵士，合共發表科學論文一百二十四篇。他在一九九三年獲頒沃爾特•考特曼獎和威廉•貝特•哈迪獎；二零零一年再獲亞伯特•拉斯克基礎醫學研究獎；二零零二年，世界最重要醫學教育機構之一的紐約西奈山醫學院，向他頒授名譽博士學位。

二零零七年，埃文斯爵士與卡佩基及史密斯同獲諾貝爾生理醫學獎，以表彰他們「發現了利用胚胎幹細胞改變小鼠體內特定基因的原理」。