Марта Тимофеева родилась 8 августа 2009 года в Москве, в семье балерины Большого театра Анны Ребецкой и музыканта военного оркестра Андрея Тимофеева.
Девочка с детства проводила время за кулисами Большого театра, ездила на гастроли с матерью, видела её спектакли.
В несколько месяцев от роду крошка впервые снялась в рекламном ролике подгузников.
В 3 года девочка прошла кастинг на одну из двух главных ролей в короткометражный художественный фильм «Тыква».
В картине «Он -дракон» Марта сыграла эпизодическую роль дочери главных героев.
В сериале «Секта» актриса исполнила роль дочери главной героини, одарённую особыми способностями.
Юная актриса появилась в таких в фильмах «Гоголь», «Кровавая барыня», «Звоните Ди Каприо!».
В 2017 году Марта впервые сыграла в полнометражном фильме режиссёра Константина Худякова по сценарию Ивана Охлобыстина «Мотылек».
В 2018 году актриса получила эпизодическую роль в фильме «Добро пожаловать в Мерси».
В мае 2019 года состоялась премьера художественного фильма «Сестренка» режиссёра Александра Галибина, где Марта Тимофеева вновь сыграла главную роль.