Υπήρξε μια από τις δημοφιλείς σταρ της χρυσής εποχής του παλιού ελληνικού κινηματογράφου. Σπούδασε χορό και από τα οχτώ της χρόνια άρχισε να δίνει παραστάσεις στη Λυρική Σκηνή συμμετέχοντας στο παιδικό μπαλέτο της Λουκίας Σακελλαροπούλου (μαζί με την Ελένη Προκοπίου). Το ντεμπούτο της στον κινηματογράφο το έκανε σε ηλικία 16 ετών (1955) στην ταινία της Φίνος Φιλμς, "Η άγνωστος", σε σκηνοθεσία Ορέστη Λάσκου.
Η κινηματογραφική της καριέρα συνδέθηκε με τα λαμπερά μιούζικαλ του Γιάννη Δαλιανίδη.
Η συνεργασία τους ξεκίνησε το 1961 στην ταινία Ζητείται ψεύτης. Το μοναδικό μιούζικαλ του Γιάννη Δαλιανίδη, στο οποίο η Μάρθα Καραγιάννη δεν χόρεψε, ήταν το "Μερικοί το προτιμούν κρύο". Κι αυτό γιατί αρχικά στο ρόλο της επρόκειτο να εμφανιστεί η Άννα Φόνσου και μετά η Πόπη Λάζου. Τραγούδησε μόνο σε μία ταινία: "Γοργόνες και μάγκες".
Στο θέατρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά το 1957 στην επιθεώρηση "Ελέφαντες και ψύλλοι". Το 2001 συνέγραψε την αυτοβιογραφία της με τίτλο "Ο έρωτας μωρό μου είναι γλέντι" που κυκλοφόρησε από τις εκδόσεις "Άγκυρα".
Έχει παντρευτεί το Δημήτρη Στεφανάκο, ποδοσφαιριστή του Ολυμπιακού.
Φιλμογραφία
Η άγνωστος (1955)
Κατά λάθος μπαμπάς (1957) .... Ρίτα
Για την αγάπη της βοσκοπούλας (1959) .... Γκόλφω
Ο θείος από τον Καναδά (1959) .... Καίτη
Τρεις κούκλες κι εγώ (1960) .... Λένα
Πλούσιοι και φτωχοί (1960)
Ζητείται ψεύτης (1961) .... Πίτσα Κίτσα
Καπετάνιος για κλάματα (1961) .... Μάρω
Ο σκληρός άντρας (1961) .... Φούλα Ντάβαρη
Έξω οι κλέφτες (1961) .... Μαργαρίτα
Ευτυχώς τρελάθηκα (1961) .... Ισμήνη Παπάζογλου
Μερικοί το προτιμούν κρύο (1962) .... Λέλα
Ο ταξιτζής (1962) .... Αλίκη
Ο Διάβολος και η ουρά του (1962) .... Ντίνα
Κάτι να καίει (1963) .... Ρένα
Καζανόβας (1963) .... Μήτση
Ζητείται τίμιος (1963) .... Μαρία
Ένα κορίτσι για δύο (1963) .... Ινώ
Αυτό το κάτι άλλο (1963) .... ερωμένη
Κορίτσια για φίλημα (1964) .... Μάρθα
Οι κληρονόμοι (1964) .... Μαίρη Αστράνη
Ο παράς κι ο φουκαράς (1964) .... Λολίτα Μορένο
Ένας ζόρικος δεκανέας (1964) .... Φρόσω
Ραντεβού στον αέρα (1965) .... Λία Κούρτη
Ξυπόλυτος πρίγκηψ (1966) .... Μαίρη
Οι θαλασσιές οι χάντρες (1966)....Ελένη Τσίτουρα|
5.000 ψέμματα (1966)... υποψήφια υπάλληλος
Μια κυρία στα μπουζούκια (1967) .... Μαρία
Νύχτα γάμου (1967) .... Πέπη
Γοργόνες και μάγκες (1968) .... Μαρίνα
Το ανθρωπάκι (1969) .... Κική Κοπέογλου
Η ωραία του κουρέα (1969) .... Μάρθα Καραγιώργη
Πεθαίνω κάθε ξημέρωμα (1969)... Πέρσα
Μαριχουάνα στοπ (1971) .... Δέσποινα
Ο μάγκας με το τρίκυκλο (1972) .... Δέσποινα
Ο ποδόγυρος (1980)
Η μαμά ξαναπαντρεύεται (1988) .... Μάρθα
Η φεμινίστρια 1989....Μάρθα
Πεθαίνω για σένα (2009).....γιαγιά
Πηγή: Βικιπαίδεια