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, Κρατικό Θέατρο Δρέσδης, Schlossfestspiele Ettlingen, Eduard-von-Winterstein Theater, Μέγαρο Μουσικής Αθηνών, Θέατρο Ολύμπια, Μουσικά Σύνολα Δήμου Αθηναίων, Junge Kammerphilarmonie Berlin, σε ρόλους όπως ο Zlatohřbítek στην «Πονηρή Αλεπουδίτσα», Maddalena στον «Ριγκολέτο», Annio στη «Μεγαλοψυχία του Τίτου» (συναυλιακή μορφή, αφιέρωμα στη Δάφνη Ευαγγελάτου), 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», καθώς και σε ορατόρια όπως ο «Μεσσίας» του Χέντελ και γκαλά όπερας και οπερέτας. Παράλληλα εμφανίστηκε και στην επιτυχημένη παιδική όπερα «Φρικαντέλα» του Άλκη Μπαλτά, σε λιμπρέτο Ευγένιου Τριβιζά και σκηνοθεσία Φωκά 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). Στα πρώτα της επαγγελματικά βήματα στη Γερμανία συνεργάστηκε με σκηνοθέτες όπως ο Georg Quander, η Barbara Beyer, Solvejg Bauer, Geertje Boeden, Dirk Schmeding, Anette Leistenschneider και Franzisca Severin, ενώ 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, 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.