Η Μάρθα Σωτηρίου γεννήθηκε στην Αθήνα. Ξεκίνησε τις μουσικές σπουδές της σε ηλικία 8 ετών (κιθάρα και θεωρία της μουσικής). Ολοκλήρωσε με αριστεία τα θεωρητικά της μαθήματα στο Ωδείο Αθηνών, φοιτώντας παράλληλα στην τάξη Μονωδίας της Δέσποινας Καλαφάτη. Πήρε το Δίπλωμα της το 2016 στο Ωδείο Athenaeum με Άριστα Παμψηφεί, Α’ Βραβείο και Χρυσό Μετάλλιο (Τάξη Χριστίνας Γιαννακοπούλου) και συνέχισε τις σπουδές της στην Ανώτατη Σχολή Μουσικής της Δρέσδης (Μάστερ Μουσικής - Όπερα, τάξη KS Prof. Matthias Henneberg), όπου παρακολούθησε και μαθήματα ερμηνείας Lied με τον διακεκριμένο στο είδος βαρύτονο Olaf Bär.
Έκανε το οπερατικό της ντεμπούτο σε ηλικία 25 ετών στον ρόλο του Hänsel στην όπερα «Hänsel und Gretel». Έκτοτε έχει συνεργαστεί ως σολίστ με τα εξής θέατρα και οργανισμούς: Όπερα του Κίελο, Όπερα του Görlitz, Kammeroper Schloss Rheinsberg, Landesbühnen Sachsen, Εθνική Λυρική Σκηνή, Κρατική Ορχήστρα Αθηνών, Κρατικό Θέατρο Δρέσδης, Schlossfestspiele Ettlingen, Luisenburg Festspiele, Eduard-von-Winterstein Theater, Μέγαρο Μουσικής Αθηνών, Δημοτικό Θέατρο Ολύμπια "Μαρία Κάλλας", Μουσικά Σύνολα Δήμου Αθηναίων, Junge Kammerphilarmonie Berlin, Ακαδημαϊκή Χορωδία και Ορχήστρα του Πανεπιστημίου της Στουτγάρδης, σε ρόλους όπως ο Zlatohřbítek στην «Πονηρή Αλεπουδίτσα», Maddalena στον «Ριγκολέτο», Annio στη «Μεγαλοψυχία του Τίτου» (συναυλιακή μορφή, αφιέρωμα στη Δάφνη Ευαγγελάτου), Θίσβη στη «Σταχτοπούτα» του Ροσίνι, Τρίτη Κυρία στον «Μαγικό Αυλό», Hänsel στο «Hänsel und Gretel», Ψυχίατρος στη μουσική κωμωδία «Liebesgrüße aus Muskau», Πριγκίπισσα Nicolette στην όπερα του Προκόφιεφ «L'amour des trois oranges», Enrichetta di Francia στους «Πουριτανούς» του Μπελίνι, Seconda Ancella στη «Μήδεια» του Κερουμπίνι (σκηνοθεσία David McVicar για τη Metropolitan Opera), Κική Χαρμίδη στον «Βαφτιστικό», Τιτίκα στους «Απάχηδες των Αθηνών», Joana στο μιούζικαλ «Santa Maria, Insel wie aus Träumen geboren», καθώς και σε ορατόρια όπως ο «Μεσσίας» του Χέντελ και ο «Ηλίας» του Μέντελσον και γκαλά όπερας και οπερέτας. Παράλληλα εμφανίστηκε και στην επιτυχημένη παιδική όπερα «Φρικαντέλα» του Ά. Μπαλτά, σε λιμπρέτο Ε. Τριβιζά και σκηνοθεσία Φ. Ευαγγελινού στο Christmas Theater. Υπήρξε για σύντομο χρονικό διάστημα έκτακτο μέλος της χορωδίας της Εθνικής Λυρικής Σκηνής και τη σεζόν 2018/2019 εργάστηκε ως Άλτο στη χορωδία της Κρατικής Όπερας της Δρέσδης (Semperoper Dresden).
Έχει συνεργαστεί με σκηνοθέτες όπως οι Georg Quander, Γιώργος Πέτρου, Barbara Beyer, Solvejg Bauer, Geertje Boeden, Jonathon Loy, Manuel Schöbel, Dirk Schmeding, Anette Leistenschneider, Βασίλης Μαυρογεωργίου, μαέστρους όπως οι Γιώργος Πέτρου, Benjamin Reiners, Ekkehard Klemm, Alphonse Cemin, Philippe Auguin, Μιχάλης Οικονόμου, Κορνήλιος Μιχαηλίδης, Nikolas Nägele, ενώ στα πρώτα της επαγγελματικά βήματα συμμετείχε με το φωνητικό σύνολο Armonia Atenea Choir στο άλμπουμ "Rossini" του Franco Fagioli για την Deutsche Grammophon.
Είναι νικήτρια του διεθνούς διαγωνισμού για νέους λυρικούς καλλιτέχνες του Φεστιβάλ Kammeroper Schloss Rheinsberg (2020), όπου προσκλήθηκε να τραγουδήσει σε βραδιές Lieder καθώς και συμφωνικής μουσικής. Χάρη στην εξαιρετική της επίδοση στον τελικό του διαγωνισμού, της χορηγήθηκε πλήρης υποτροφία για τη 12η Θερινή Ακαδημία Lotte Lehmann.
Έχει συμμετάσχει σε σεμινάρια των Siegfried Jerusalem, Michael Nagy, Τάση Χριστογιαννόπουλου, Δημήτρη Καβράκου, Άρη Αργύρη, Άρη Χριστοφέλλη, Janet Williams, Cheryl Studer, Christiane Iven, Peter Berne, και έχει τραγουδήσει σε πολλές συναυλίες ως σολίστ, με συνοδεία πιάνου και ορχήστρας, σε Ελλάδα και Γερμανία.