Родился 7 октября 1925 года в городе Ейск Краснодарского края в семье рабочего.В действующей армии с марта 1944 года. Воевал на 1-м Украинском фронте. Участвовал в Сандомирско-Силезской, Нижнесилезской, Верхнесилезской, Берлинской и Пражской наступательных операциях. Обеспечивал форсирование рек Чарна, Одер, Бобер, Шпре. Особо отличился в наступательных боях на подступах к Берлину.1 мая 1945 года во время прочёсывания леса была обнаружена прорвавшаяся из окружения крупная немецкая группировка численностью около шестисот человек, двигавшаяся на расположение штаба 4-й гвардейской танковой армии 1-го Украинского фронта. Подразделения 3-й гвардейской моторизованной инженерной бригады были подняты по тревоге и вместе с танкистами и мотоциклистами при поддержке авиации встали на пути фашистов. В ходе боя было уничтожено около пятидесяти гитлеровцев. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 27 июня 1945 года за мужество, отвагу и героизм, проявленные в борьбе с немецко-фашистскими захватчиками, гвардии старшему сержанту Мартыненко Михаилу Петровичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 7868).