История группы началась в 1999 году благодаря музыканту Count Mortem, который предложил собраться вместе, чтобы играть мелодик-блэк-метал. Репетиции начались сразу же, и коллектив быстро засел за написание материала, где оказались различные влияния, на которые группа не рассчитывала.
Первый концерт прошел очень хорошо. Многочисленная аудитория с восторгом оценила эту весьма оригинальную форму экстремального блэк-метала. Вскоре началась запись первого альбома в Temple Studios на Мальте. Эта дебютная работа имела очень высокое качество записи и профессионального производства. В ноябре 2001 года был выпущен диск «Withering in Voluptuous Embrace». Релиз состоял из очень плотного и многослойного симфо-блэк-метала.
В начале 2002 года команда выпустила 500 оригинальных экземпляров дебютного альбома. После отправки копий на разные лейблы группа получила достаточно хорошие отзывы. Принимая во внимание многие соображения, Martyrium решили подписать контракт с мексиканской компанией American Line Productions. Лейбл повторно выпустил дебютный полноформатник группы в том же году. Даже спустя десять с лишним лет этот альбом по-прежнему пользуется спросом по всему миру.
Осенью 2004 года группа отправилась на гастроли. Тур начался в Бельгии, а затем продолжился в Нормандии, где проходили концерты с Morrigu and Earaction, Der Kaiser Der Narren, Kryzees и Positiv. Пять месяцев спустя Martyrium вместе с греческой командой Rotting Christ дали успешный концерт на Мальте. К концу 2005 года группа отыграла очередной тур в Центральной Европе, где музыкантов приветствовали с ещё большим энтузиазмом.
Вскоре последовала работа над вторым студийным альбомом, который получил название «The Carnage Lit by Darkness». Релиз был выпущен 8 апреля 2005 года на лейбле American Line Productions, после чего последовало очередное турне. На этот раз Martyrium вторглись в Германию, Францию, Швейцарию и Италию. Музыканты были хедлайнерами на нескольких концертах и играли с такими группами, как Cruachan, Eluveitie, Barritus, Ivenberg и Daargesin.
В первом квартале 2006 года Martyrium поддержали немецкий дэт-метал-коллектив Purgatory в рамках европейского тура. 2006 год также ознаменовался небольшим изменением в стилистике исполнения. На этот раз музыканты сосредоточились на более тяжелых гитарных риффах и тёмной атмосфере. Однако вскоре все пошло на спад, и долгое время от коллектива не было известий. Возвращение на сцену было столь же стремительным, как и падение. Кроме того, это отметилось выходом нового альбома, «Awakening the Ancient», который увидел свет 31 октября 2010 года. Сейчас группа активно работает над материалом для нового альбома, однако сроки его выхода неизвестны.
В 2012 году состав команды был несколько обновлён: из старых участников остался лишь Count Mortem. Компанию ему отныне составляют вокалистка Obscure, гитарист Sherath и клавишник Úmarth. В таком составе ребята продолжают активно выступать и работать над новым материалом.
