Родилась она в 1883 году в тамбовской деревне Арга Темниковского уезда; отец её, Тимофей Тестов, был крестьянином. В 1914 году девушка пришла в Серафимо-Дивеевский монастырь — там уже подвизалась её родная сестра Пелагия, впоследствии тоже прославленная как преподобномученица.

Когда обитель разорили, инокиня Марфа поселилась вместе с одной из монастырских сестёр в селе Развилье Борского района Нижегородской области и стала трудиться при тамошнем храме. Так прошло больше десяти лет.

18 ноября 1937 года её арестовали и заключили в нижегородскую тюрьму. Обвинение формулировалось как контрреволюционная агитация и строилось на показаниях лжесвидетелей. Инокиня виновной себя не признала; когда следователь зачитал ей эти показания и потребовал их подтвердить, она ответила, что ничего подобного не говорила, и добавить к сказанному ей нечего.

13 декабря 1937 года тройка НКВД приговорила её к восьми годам исправительно-трудового лагеря. 3 мая 1938 года инокиню Марфу привезли в одно из отделений Карлага и поставили на общие работы. Лагерный труд оказался ей не по силам: медицинская комиссия признала её инвалидом и перевела в больницу при Спасском отделении. Там она умерла 26 апреля 1941 года; похоронили её в тот же день, на кладбище у селения Спасское.

Новомучениц на иконах принято писать в монашеском одеянии с крестом в руке; у дивеевских сестёр часто добавляют чётки. К преподобномученице Марфе обращаются, прося терпения в несправедливо сложившихся обстоятельствах и помощи тем, кто болен или лишён свободы.