Martina Stoessel nació en Buenos Aires, Argentina, hija de Alejandro Stoessel, director de cine y Mariana Muzlera, nació el 21 de marzo de 1997. Tiene un hermano mayor llamado Francisco Stoessel.
Recibió su educación en escuelas privadas que también enseñaban en inglés. Estudiando piano, danza, teatro y canto, comenzó a centrarse en su carrera artística desde muy temprana edad.
Sus padres comenzaron a llamarla Tini desde que tenía 8 años. Ella siguió usando ese apodo como el título de su primer álbum en solitario.
Martina tuvo un pequeño papel en Patito Feo, una serie de comedia para niños que se emitió en 2007. Su padre, Alejandro Stoessel, fue uno de los creadores del programa.
En los años 2011 y 2012, comenzó a grabar versiones en español de canciones en inglés, incluyendo «The Glow» de Shannon Saunder. En 2012, hizo una audición y consiguió el papel de Violetta Castillo en la serie Violetta, un programa de comedia de Disney para niños.