Оскар Перл вырос в манхэттенском Ист-Сайде, Фая Розенталь - в бруклинском Браунсвилле. Родители Мартина сумели дать своим детям образование. Сестра Мартина - Лиля Перл, писательница, автор книг для юношества, в том числе романа о Холокосте.

В 16-летнем возрасте Мартин Перл поступил в Бруклинский политехнический институт и начал изучать химию, однако из-за Второй мировой войны прервал учёбу и стал курсантом Академии торгового флота. Служил в армии морским пехотинцем (1944-45), затем вернулся к занятиям в институте и в 1948 г. получил степень бакалавра в области химической технологии.

В 1948-50 гг. Перл работал в фирме "Дженерал электрик", занимался усовершенствованием телевизионных кинескопов, а затем проблемами сеточной эмиссии промышленных игнитронов. Для решения этих задач он занимался ещё на нескольких курсах, в том числе по атомной физике и вычислительным методам математики, а в 1950г. начал работать над докторской диссертацией в Колумбийском университете под руководством И. А. Раби. Он использовал метод резонансных атомных пучков для измерения квадрупольного момента ядра натрия. В 1955 г. Перлу была присуждена степень доктора. В 1955-63 гг. он был профессором физики Мичиганского университета.

В 1963 г. Мартин Перл был приглашён работать на строящийся в Стэнфорде линейный ускоритель. В 1970-х годах здесь было поставлено большое количество экспериментов, позволивших сделать ряд важнейших открытий, среди них - открытие Перлом элементарной частицы тау-лептон. За открытие так называемого третьего поколения элементарных частиц (тау-лептон, тау-нейтрино, верхний и нижний кварки) Перл был удостоен премии Вольфа по физике (1982). В 1995 г. Перл разделил с Фредериком Райнесом Нобелевскую премию по физике.

Учёный работал также над применением оптики и электроники, занимался вопросами защиты окружающей среды и нераспространения атомного оружия. Перл был членом Американской национальной академии наук, почётным доктором Чикагского университета (с 1990г.), членом физических обществ США и ряда других стран.

Имя Мартин - английская форма римского имени Martinus, происходящего от имени бога войны Марса. Имя Льюис - английская форма старофранцузского имени Хлодовиг, что означает "славный воин". Фамилия Перл произошла от идишского слова перл - "жемчуг".

Манхэттен	Нобелевский монумент Nobel Monument
Верхний Вест-Сайд
Theodore Roosevelt Park
at 81st Street and Columbus Avenue
Автор: Сиверт Линдблом (Швеция)
Дата создания: 2003
Мемориал, призванный увековечить память Альфреда Нобеля и прославить американцев, которые получили учреждённую им престижнейшую премию, представляет собой стелу из красного гранита, установленную неподалёку от Музея естественной истории. На её лицевой грани - барельеф Нобеля, на трёх остальных выбиты имена более 330 американцев - лауреатов  Нобелевской премии, из них более 120 - еврейского происхождения. (Из общего числа лауреатов более 60 - нью-йоркцы). Практически ежегодно, обычно в конце сентября, проходит торжественная церемония внесения в этот список новых имён.   Вне Нью-Йорка Памятный знак на Бульваре Нобелевских Лауреатов в Ришон ле-Ционе, Израиль.