Marthinsson ble født i Bergen som sønn av Karl Emil Marthinsson (født 1873 i Sverige) og Gjerthine Amundsen (født 1874 i Bergen). Han giftet seg i 1934 med Solveig Elisabeth Larsen (født 1906 i Bergen), og sammen fikk de ett barn. Marthinsson utdannet seg til radiotelegrafist og var bosatt i Åsane i Eidsvåg.