Окончила театральный факультет Латвийской государственной консерватории им. Я. Витола в 1974 году и стала актрисой Рижского художественного академического театра драмы им. Я. Райниса (ныне Театр «Дайлес»), на сцене которого играет и в настоящее время. Её путь в кино начинался с небольших ролей. Кинодебют состоялся ещё в 1970 году: Мирдза Мартинсоне исполнила эпизодическую роль в фильме «Стреляй вместо меня» режиссёра Яниса Стрейча. Популярность Мирдзе Мартинсоне принесла роль Джинни Гордон в фильме «Мираж», снятом в 1983 году режиссёром Алоизом Бренчем по мотивам романа Джеймса Хедли Чейза «Весь мир в кармане». Ещё одна любимая зрителями роль Мартинсоне — Дина в «Малиновом вине». Её незаурядная внешность пользовалась спросом — Мартинсоне чаще всего снимали в образе «иностранок» и работала она не только на Рижской киностудии. В её послужном списке роли Бесси Битти в «Красных колоколах» С. Бондарчука, жена Ф. Пауэрса в «Мы обвиняем» Т. Левчука, француженки в «Охоте на дракона», американки в литовской картине «Адвокат».
