Neix a Barcelona al si d'una familia menestral, estudia Medicina i acaba la carrera el 1880 amb nomes dinous anys. S'especialitza en Psiquiatria i ingressa com a metge resident a l'Institut Frenopatic de les Corts, que dirigeix del 1909 al 1915. Presideix la Societat de Psiquiatria i Neurologia. Escriu articles medics amb plantejaments innovadors a la seva epoca i sempre defensant l'accio social de la medicina. Es un dels promotors del 1r Congres de Metges de Llengua Catalana. Quan es constitueix la Mancomunitat de Catalunya, Prat de la Riba li encarrega la planificacio de l’assistencia dels malalts mentals de Catalunya.
En el terreny politic, de ben jove, influit per Valenti Almirall, adquireix una visio catalanista liberal. Mes tard, es cofundador i president de la Joventut Federalista de Catalunya, que adopta una posicio radicalment nacionalista. Despres, del 1903 al 1906, presideix la Unio Catalanista, a la que intenta orientar cap a l’esquerra fins que en un breu periode, de 1914-1917, aconsegueix convertir-la en un partit obertament independentista i socialista alhora. La seva tasca es centra en la conscienciacio social i popular de les masses. La idea de Marti i Julia era fer del catalanisme un moviment popular i que les seves idees penetressin en la gent treballadora.
Domenec Marti gaudeix d'una gran autoritat moral tot i que combinada amb una escassa eficacia politica. El seu nacionalisme d’esquerres, radical i socialista no acaba d’obtenir el resso esperat ni es tradueix en forma de partit politic. Pero, si es la base de l'ideari d'homes de la talla del mateix president Macia o d’en Serra i Moret i es constitueix en un referent ideologic de gran magnitud i importancia per al separatisme i nacionalisme d'esquerres dels anys 20 i 30.
Marti i Julia col·labora assiduament en diverses publicacions catalanes, com La Renaixenca, organ d’Unio Catalanista, La Patria, La Nacio, Catalunya, Joventut, La Tralla, Metralla i El Poble Catala. En els seus escrits, reflecteix la seva concepcio de la llibertat de Catalunya unida a la justicia, l’equitat i la igualtat.
Visceralment antiracista i antiimperialista, Domenec Marti acusa la civilitzacio occidental de mes barbarisme i egoisme que qualsevol altra societat. Defensa l'internacionalisme tot i que nomes el creu possible si aconsegueix que el nacionalisme reivindicatiu i el socialisme vagin plegats per propugnar l'alliberament social i el nacional alhora. Marti i Julia es converteix en referent obligat dels joves catalanistes que, posteriorment, ingressen a Estat Catala o Nosaltres Sols!
L'any 1915, es veu obligat a dimitir coma president d’Unio Catalanista en no poder convertir l'entitat en un partit politic. A mes, d'aquesta frustracio, la seva vida humil ?vivia en una severa pobresa- i els problemes de salut, accentuacio de la seva ceguesa, duen el doctor Marti i Julia a la desmoralitzacio i, finalment, a la mort amb nomes 57 anys.
L’any 1936, l’Ajuntament de Barcelona li dedica una escultura de Josep Dunyach. Es tracta de la figura d’una dona que es mante al seu lloc ininterrompudament malgrat la dictadura franquista tot i que sense la placa dedicada i el seu bust gravat. Son nombrosos els pobles i ciutats de Catalunya que donen el nom del doctor Marti i Julia, com tothom l’anomenava. Tambe, el Manicomi de Salt porta el seu nom. A mes, cada any, l’Institut d’Estudis Catalans lliura el Premi Doctor Marti i Julia.