Мартти Валлен родился в 1948 году в Хельсинки. Окончил православную семинарию. Далее - Академия Сибелиуса в Хельсинки, обучение в Стокгольме и Риме. Был певчим православной общины Хельсинки.
На сцене дебютировал в 1973-м - в "Богеме" Пуччини, в Финской национальной опере, где был приглашенным солистом до 1975-го. С 1975-го - Королевская опера Стокгольма. В начале 1980-х работал в Германии. Пел в Большом театре в Москве.
Среди постановок Валлена - "Волшебная флейта", "Дон Жуан", "Борис Годунов", "Евгений Онегин", "Севильский цирюльник", вагнеровский репертуар.
Его сын и дочь - Герман и Ида - пошли по стопам отца.