(1880, Російська імперія – 1972, Вірменська РСР)
Народився 16 (28) лютого 1880 р. у вірменській родині в м. Нахічевань-на-Дону (нині в межах Ростова-на-Дону).
У 1895 р. закінчив міське училище. У 1897–1904 рр. навчався в Московському училищі живопису, скульптури та архітектури, у тому числі в майстернях В. О. Сєрова і К. О. Коровіна. У 1901–1904 рр. здійснив поїздку на батьківщину предків, відвідавши м. Єреван та різні заповідники.
У 1900-х рр. брав участь у виставках художніх об’єднань «Блакитна троянда», «Світ мистецтва», «Чотири мистецтва» тощо. Сильний вплив на стиль Сар’яна мав живопис Поля Гогена й Анрі Матісса.
У 1910–1913 рр. здійснив низку поїздок у Туреччину, Єгипет й Іран. У 1915 р. Сар’ян приїжджає в м. Ечміадзін (нині Вагаршапат), щоб допомагати біженцям з турецької Вірменії. У 1916 р. відвідує м. Тіфліс (нині Тбілісі) і бере участь в організації Товариства вірменських художників і «Союзу вірменських художників». У тому ж році він ілюструє видану В. Брюсовим «Антологію вірменської поезії».
Після 1917 р. Сар’ян повертається з родиною на малу батьківщину. У 1918–1919 рр. М. Сар’ян живе з родиною у Новій Нахічевані. Художник стає ініціатором створення і першим директором Вірменського краєзнавчого музею в Ростові-на-Дону. Співпрацює з «Театральною майстернею».
У 1921 р. переїжджає до Вірменії. Відтоді він присвячує життя зображенню її природи. У числі його робіт в ці роки – створення герба Радянської Вірменії та оформлення завіси першого вірменського державного театру.
У 1926–1928 рр. художник живе і працює в Парижі. Велика частина його робіт, виставлених у 1928 р. в Парижі, згоріла під час пожежі на кораблі при поверненні на батьківщину.
У 1930-х рр. головною темою Сар’яна залишається природа Вірменії. Художник також пише численні портрети і яскраві натюрморти. Сар’ян працював також як книжковий графік («Вірменські народні казки», 1930, 1933, 1937) і як театральний художник. Творчість Сар’яна відіграла провідну роль у становленні національної школи вірменського радянського живопису.
Мартірос Сар’ян помер 5 травня 1972 р. в Єревані. Похований в пантеоні парку ім. Комітаса.