Martelly je bil rojen v Cote de Fer, sin Gerarda Martellyja, vodje Shell Oil in Marie Madeleine Martelly ("née" De Pradines, ro. 1931 <unk> d. 21. oktobra 2016). Njegov dedek Auguste de Pradines je bil trubadur, ki je pisal komične protestne pesmi proti okupaciji Haitija v letih 1915-1934.
-Kaj? Po končanem srednji šoli v ustanovi Saint Louis de Gonzague se je Martelly vpisal v haitijsko vojaško akademijo, vendar je bil (po Martellyju) izključen, potem ko je zanosil hčerko generala. Leta 1984 se je preselil v Združene države, kjer je delal v gradbeništvu in kratko študiral na lokalni fakulteti v Miamiju. Leta 1986 se je po enem semestru ločil od prve žene, ameriške državljane, in se vrnil na Haiti, prav ko je Jean-Claude Duvalier, takratni doživljenjski predsednik, odhajal v izgnanstvo. Leta 1987 se je Martelly vrnil v Miami s svojo takratno punco Sophia Saint-Rémy, s katero se je kasneje poročil v majhni slovesnosti v Miamiju na Floridi. Leta 1988 sta se vrnila na Haiti.