Po studiu na gymnáziu byla Petra Martincová přijata na DAMU, které absolvovala v roce 1992. Po té odjela do USA, kde studovala herecké metody Tadashi Suzuki na Kalifornské univerzitě v San Diegu, a v Japonsku. Tam se seznámila s americkou divadelní režisérkou Ann Bogard z Kolumbijské univerzity, která ji pozvala do New Yorku. V New Yorku hrála v avantgardním pojetí hry Kdo se bojí Virginie Woolfové. Od studií není ve stálém angažmá.

Petra Martincová hostovala v divadlech "Pod Palmovkou", V Řeznické, ve Východočeském divadle Pardubice, byla členkou Divadla Františka Ringo Čecha, nyní v Divadle Metro v představení "Škola pro ženy".

Nejznámější role Petry Martincové jsou z filmové komediální trilogie "Byl jednou jeden polda" a "Jak ukrást Dagmaru".

Kromě herectví se věnuje jazykům, překládá a tlumočí z angličtiny, moderuje. Záliby turistika, kolo, lyžování.