Мартин Хеллман родился 2 октября 1945 года в Нью-Йорке, окончил Высшую Школу Науки Бронкса. Получил степень бакалавра в Нью-Йоркском Университете в 1966 году, степень магистра в Стэнфордском университете в 1967 году, все по электротехнике. С 1968 по 1969 работал в Уотсоновском исследовательском центре IBM, где он встретился с Хорстом Фейстелем. С 1969 по 1971 был доцентом в Массачусетском Технологическом институте. В 1971 вернулся в Стенфорд в качестве профессора, где занимался исследованиями до 1996 года, став Почетным Профессором.
Большой интерес Хеллман проявил к книге Дэвида Кана The Codebreakers, выпущенной в 1967 году. Позже, в январе 1969 года, Дэвид Кан принял участие в Международном симпозиуме IEEE по теории информации. С 1968 по 1969 Хеллман работал в Уотсоновском исследовательском центре IBM в Йорктаун Хайтс, штат Нью-Йорк. Одним из коллег Хеллмана стал Хорст Фейстель, работавший в то время над правительственным исследованием в области криптографии в компании IBM. По окончанию работы был получен стандарт шифрования данных (DES) в 1975 году. В 1970 году, будучи ассистентом профессора в Массачусетском Технологическом Институте, Хеллман получил копию работы 1949 года в то время еще малоизвестного Клода Шеннона от Питера Элиаса, связанную с исследованием в выбранной Хеллманом области криптографии. В течение следующих нескольких лет, Хеллман уделял время более привычным областям теории информации. Не смотря на это, он также проводил исследования по криптографии. Однако чтобы вести дальнейшие исследования необходимо было финансирование в такую тяжело классифицируемую науку как криптография. В начале 70-х Хеллман, выразив интерес к проблеме криптографии и желание работать над созданием новых защищенных систем для коммерческих нужд, был раскритикован коллегами. Они утверждали, что возможно Агентство национальной безопасности, обладающее многомиллионным бюджетом, могло иметь к тому времени результаты подобных исследований и даже если Хеллману удалось сделать что-то новое, Агентство национальной безопасности засекретило бы эти данные и сам Хеллман ничего не получил бы взамен. Хеллман все же настоял на своем. Позже он сказал, что совершить такой поступок заставила «муза для дурака». Хеллман был готов рискнуть даже если бы выглядел глупо, но в конечном итоге стал одним из изобретателей шифрования с открытым ключом. Хеллман еще тогда предвидел, что электронные переводы денежных средств из одного банка в другой повлекут за собой огромную проблему шифрования данных.
В шифровании с открытым ключом используется свойство информации, которое позволяет создавать защищенные каналы связи через Интернет. Главной особенностью шифрования с открытым ключом является использование двух ключей для каждого пользователя, открытый ключ и закрытый, где только закрытый ключ может расшифровать сообщение, зашифрованное открытым ключом. Каждый ключ практически невозможно узнать, и если ключи достаточно длинные, то метод не поддается взламыванию. Элегантная структура шифрования с открытым ключом позволяет создавать безопасные системы связи для распределенных участников. Технология лежит в основе Инфраструктуры открытых ключей (PKI), а основа промышленного стандарта – в алгоритме шифрования RSA.
Первыми исследователями, которые обнаружили и опубликовали понятие шифрование с открытым кодом были Уитфилд Диффи и Мартин Хеллман из Стэнфордского университета, и Ральф Меркле из Калифорнийского университета в Беркли. Как это часто бывает в научном мире, две группы работали независимо друг от друга над одной и той же проблемой – Диффи и Хеллман над криптографией с открытым ключом, а Меркле – над распределением ключей среди пользователей. Когда они узнали о работе друг друга, они поняли, что взаимодействие будет на пользу всем. По словам Хеллмана: «Каждый из нас был ключевой частью головоломки. Это позволило нам сделать открытие»
Долгое время Хеллман являлся участником конференция компьютерной конфиденциальности, начиная с разработки алгоритма шифрования DES в 1975 году и заканчивая службой (1994-1996) в Национальном Исследовательском Совете Комитета по Изучению Национальной Криптографической Политики. Основные рекомендации Хеллмана впоследствии были выполнены.