Fils d'immigrés italiens, Dean Martin gagne sa vie à l'aide de petits métiers (pompiste, croupier, employé dans une minoterie.). Il commence une modeste carrière de chanteur de charme et d'acteur. En 1946, il met au point avec Jerry Lewis un numéro musical à Atlantic City. Le succès leur vaut un contrat cinématographique.
Dean Martin commence sa carrière d'acteur de cinéma en compagnie de Jerry Lewis. Leur collaboration riche de seize films, de Ma bonne amie Irma (George Marshall, 1949) à Un vrai cinglé de cinéma (Frank Tashlin, 1956) lui apporte la gloire, à défaut d'une grande satisfaction professionnelle. Dean, le beau gosse sérieux et ahuri, y sert en effet de faire-valoir aux pitreries de Jerry, le grand gamin maladroit et grimaçant. Après leur séparation acrimonieuse, Dean Martin entame une réelle carrière de comédien. Crooner sur scène, il se révèle un bon acteur dramatique avec Le bal des maudits (Edward Dmytryk, 1958). Il est ensuite le joueur superstitieux et l'ami fidèle de Comme un torrent (Vincente Minnelli, 1959), avant de donner sa meilleure composition en shérif ivrogne dans le chef-d'oeuvre de Howard Hawks, Rio Bravo (1959). Par la suite, sa nonchalance et l'influence du "Rat Pack" de Frank Sinatra le mènent vers des rôles plus fantaisistes et un brin stéréotypés (L'inconnu de Las Vegas, Lewis Milestone, 1960). Il parodie son personnage de séducteur avec beaucoup de finesse dans Embrasse-moi, idiot (Billy Wilder, 1964), avant d'interpréter Matt Helm dans une série parodique de James Bond (Matt Helm, agent très spécial, Phil Karlson, 1966 ; Matt Helm traqué, Henry Levin, 1967). Quelques solides westerns - dont Cinq Cartes à abattre, de Henry Hathaway, 1968 - s'ajoutent à sa filmographie.
Dean Martin mène une brillante carrière de chanteur de charme. Il remporte un succès mondial avec la chanson Everybody loves somebody.
Dans les années 1960, il anime avec succès des émissions de divertissement pour la télévision.
Courts métrages 1950 | Screen Snapshots : Thirtieth Anniversary Special | Ralph Staub |
| 1956 | Screen Snapshots : Hollywood, City of Stars | Ralph Staub |
Longs métrages| 1950 | At War with the Army Le Soldat récalcitrant | Hal Walker |
| 1955 | Artists and Models Artistes et modèles | Frank Tashlin |
| 1955 | Pardners Le Trouillard du Far West | Norman Taurog |
| 1968 | Five Card Stud Cinq cartes à abattre | Henry Hathaway |
| 1953 | Money from Home Un galop du diable | George Marshall |
| 1986 | Moonstruck Éclair de lune | Norman Jewison |
| 1997 | Out of Sight Hors d'atteinte | Steven Soderbergh |
| 1949 | My Friend Irma Ma bonne amie Irma | George Marshall |
| 1950 | At War with the Army Le Soldat récalcitrant | Hal Walker |
| 1950 | My Friend Irma Goes West Irma à Hollywood | Hal Walker |
| 1951 | Jumping Jacks Parachutiste malgré lui | Norman Taurog |
| 1951 | Sailor Beware La Polka des marins | Hal Walker |
| 1951 | Stooge (The) Le Cabotin et son compère | Norman Taurog |
| 1951 | That's My Boy Bon sang ne peut mentir | Hal Walker |
| 1952 | Caddy (The) Amours, délices et golf | Norman Taurog |
| 1952 | Road to Bali Bal à Bali | Hal Walker |
| 1952 | Scared Stiff Fais-moi peur | George Marshall |
| 1953 | Living It up Ce n'est pas une vie ! = C'est pas une vie, Jerry ! | Norman Taurog |
| 1953 | Money from Home Un galop du diable | George Marshall |
| 1954 | Three Ring Circus Le Clown est roi = Martin et Lewis au cirque | Joseph Pevney |
| 1954 | You're Never too Young Un pitre au pensionnat | Norman Taurog |
| 1955 | Artists and Models Artistes et modèles | Frank Tashlin |
| 1955 | Pardners Le Trouillard du Far West | Norman Taurog |
| 1956 | Hollywood or Bust Un vrai cinglé de cinéma | Frank Tashlin |
| 1956 | Ten Thousand Bedrooms Dix mille chambres à coucher | Richard Thorpe |
| 1957 | Young Lions (The) Le Bal des maudits | Edward Dmytryk |
| 1958 | Rio Bravo | Howard Hawks |
| 1958 | Some Came Running Comme un torrent | Vincente Minnelli |
| 1959 | Bells Are Ringing Un numéro du tonnerre | Vincente Minnelli |
| 1959 | Career En lettres de feu | Joseph Anthony |
| 1959 | Who Was That Lady ? Qui était donc cette dame ? | George Sidney |
| 1960 | All in a Night's Work Il a suffi d'une nuit | Joseph Anthony |
| 1960 | Ocean's Eleven L'Inconnu de Las Vegas | Lewis Milestone |
| 1960 | Pepe Pépé | George Sidney |
| 1961 | Ada Le Troisième homme était une femme | Daniel Mann |
| 1961 | Road to Hong Kong (The) Astronautes malgré eux | Norman Panama |
| 1961 | Sergeants Three Les Trois sergents | John Sturges |
| 1962 | Canzoni nel mondo Sexy de nuit | Vittorio Sala |
| 1962 | Toys in the Attic Le Tumulte | George Roy Hill |
| 1962 | Who's Got the Action ? L'Inconnue du gang des jeux | Daniel Mann |
| 1963 | Come Blow Your Horn T'es plus dans le coup, papa | Bud Yorkin |
| 1963 | Four for Texas Quatre du Texas | Robert Aldrich |
| 1963 | Robin and the Seven Hoods Les Sept voleurs de Chicago | Gordon Douglas |
| 1963 | What a Way to Go ! Madame croque-maris | J. Lee Thompson |
| 1963 | Who's Been Sleeping in My Bed ? Mercredi soir, 9 heures | Daniel Mann |
| 1964 | Kiss Me, Stupid Embrasse-moi, idiot | Billy Wilder |
| 1965 | Marriage on the Rocks Les Inséparables | Jack Donohue |
| 1965 | Silencers (The) Matt Helm, agent très spécial | Phil Karlson |
| 1965 | Sons of Katie Elder (The) Les Quatre fils de Katie Elder | Henry Hathaway |
| 1966 | Murderer's Row Bien joué Matt Helm ! | Henry Levin |
| 1966 | Rough Night in Jericho Violence à Jericho | Arnold Laven |
| 1966 | Texas Across the River Texas, nous voilà | Michael Gordon |
| 1967 | Ambushers (The) Matt Helm traqué | Henry Levin |
| 1967 | Bandolero ! | Andrew V. McLaglen |
| 1967 | How to Save a Marriage and Ruin Your Life Bague au doigt, corde au coup | Fielder Cook |
| 1967 | Movin' with Nancy | Jack Haley Jr. |
| 1968 | Five Card Stud Cinq cartes à abattre | Henry Hathaway |
| 1968 | Wrecking Crew (The) Matt Helm règle son "comte" | Phil Karlson |
| 1969 | Airport | George Seaton |
| 1971 | Something Big Rio Verde | Andrew V. McLaglen |
| 1972 | Showdown Duel dans la poussière | George Seaton |
| 1975 | Mr. Ricco | Paul Bogart |
| 1980 | Cannonball Run (The) L'Equipée du Cannonball | Hal Needham |
| 1983 | Cannonball Run II Cannonball 2 | Hal Needham |