肯·馬丁利1936年3月17日生于伊利諾斯州的芝加哥市，他就讀于佛羅里達(dá)州邁阿密市，畢業(yè)于邁阿密埃迪遜高中，之后就讀于奧波恩大學(xué)，于1958年獲得了航空工程學(xué)士學(xué)位，同年，馬丁利以少尉軍銜加入了美國(guó)海軍，并于1960年獲得飛行徽章。之后他被分配到薩拉托加號(hào)航空母艦上的VA-35飛行聯(lián)隊(duì)，在那里他駕駛A-1H空中騎士攻擊機(jī)一直到1963年。1963年7月，他所服役的VAH-11飛行聯(lián)隊(duì)被部署到羅斯福號(hào)航空母艦上，在那里的兩年里他改為駕駛A-3B空中武士攻擊機(jī)。

在1966年4月被國(guó)家航空航天局選為宇航員之前，馬丁利正在空軍宇航研究院飛行員學(xué)校中接受訓(xùn)練。他成為宇航員后的第一個(gè)任務(wù)是作為阿波羅13號(hào)任務(wù)的指令艙飛行員。但在發(fā)射前3天，他因?yàn)楸粦岩筛腥撅L(fēng)疹而被替換，但事實(shí)上他并沒(méi)有。因此，他未能成為這次傳奇性任務(wù)中的一員。但馬丁利在營(yíng)救被困的阿波羅13號(hào)乘員中提供了幫助，他幫助給出了返回過(guò)程中的能量節(jié)約方案。最終，馬丁利作為的指令艙飛行員參加了阿波羅16號(hào)任務(wù)。阿波羅16號(hào)的發(fā)射時(shí)間是1972年4月16日，搭載的三名乘員為：指令長(zhǎng)約翰·楊、登月艙駕駛員查爾斯·杜克和指令艙駕駛員肯·馬丁利。約翰和查爾斯在月球表面上進(jìn)行了3天的考察，與此同時(shí)，馬丁利在距離月球表面100公里的軌道上使用指令艙搭載的儀器對(duì)月球表面赤道附近環(huán)帶進(jìn)行了影像學(xué)及幾何學(xué)的測(cè)繪。在他返回地球后，馬丁利作為宇航員主管供職于航天飛機(jī)研發(fā)計(jì)劃。馬丁利被任命被哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)第四次也是最后一次軌道測(cè)試任務(wù)的指令長(zhǎng)。1982年6月27日，馬丁利與飛行員亨利·哈茨菲爾德一起升空，在這個(gè)為時(shí)7天的任務(wù)中，他們對(duì)航天飛機(jī)進(jìn)行了徹底的測(cè)試并對(duì)航天飛機(jī)歷史上首次軍事用途搭載進(jìn)行了操作。馬丁利最后一次進(jìn)入軌道是在1985年1月24日，那次他作為發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)第十五次任務(wù)的指令長(zhǎng)進(jìn)入太空。在這次為期3天的任務(wù)中，馬丁利與他的4人機(jī)組從貨艙中釋放了一顆軍事用途的衛(wèi)星。

阿波羅16號(hào)是阿波羅計(jì)劃中的第六次載人登月任務(wù)。機(jī)組成員包括：指令長(zhǎng)約翰·楊、指令艙駕駛員肯·馬丁利和登月艙駕駛員查爾斯·杜克。阿波羅16號(hào)的任務(wù)是：在著陸地（笛卡爾環(huán)形山）附近收集月面高處巖本，同時(shí)使用搭載在指令艙“卡斯帕”號(hào)上的科學(xué)儀器在月球軌道上對(duì)月球表面赤道附近環(huán)帶進(jìn)行影像學(xué)及幾何學(xué)的測(cè)繪。在月球赤道上和月地之間，一共進(jìn)行了26項(xiàng)獨(dú)立的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)放在了利用人眼的獨(dú)特能力以及人類(lèi)特有的好奇心進(jìn)行軌道觀測(cè)上。盡管因飛船故障，阿波羅16號(hào)的任務(wù)提前1天結(jié)束，但通過(guò)任務(wù)支援小組的不懈努力以及嚴(yán)格的阿波羅計(jì)劃任務(wù)前期準(zhǔn)備，所有的主要任務(wù)都得以完成。

STS-4是哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)的第四次也是最后一次軌道測(cè)試飛行，于1982年6月27日在肯尼迪航天中心發(fā)射。此次任務(wù)中，馬丁利作為指令長(zhǎng)與飛行員小亨利·W·哈茨菲爾德一同升空，這次為期7天的任務(wù)的目標(biāo)位：進(jìn)一步檢驗(yàn)航天飛機(jī)在上升及返回階段的表現(xiàn)、完成對(duì)長(zhǎng)期極熱環(huán)境對(duì)軌道器子系統(tǒng)產(chǎn)生的影響的連續(xù)研究、在軌道器貨艙中對(duì)軌道器污染進(jìn)行測(cè)量。此外，成員在軌道器載人艙以及貨艙內(nèi)進(jìn)行了多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)包括：持續(xù)電流電泳現(xiàn)象系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的目的是為了研究液體中的生物材料因表面電荷不同分離的現(xiàn)象，該實(shí)驗(yàn)也首次為開(kāi)發(fā)太空環(huán)境的商業(yè)價(jià)值進(jìn)行了探索。乘員們也嘗試進(jìn)行了一次軌道上修復(fù)，這次嘗試啟動(dòng)了首次可操作的“特別度假計(jì)劃”(實(shí)驗(yàn)包括從“海藻和浮萍的在軌道上生長(zhǎng)”到“果蠅與鹽水蝦的基因研究”等9項(xiàng)內(nèi)容)。STS-4在完成了環(huán)繞地球112圈飛行后于1982年7月4日降落在愛(ài)德華茲空軍基地。

STS-51-C是首次由航天飛機(jī)進(jìn)行的國(guó)防部任務(wù)，1985年1月24日，發(fā)射地點(diǎn)：佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心。此次任務(wù)的乘員有：肯·馬丁利(指令長(zhǎng))、勞倫·史瑞沃(飛行員)、吉姆·布克里和愛(ài)爾森·奧尼祖加(任務(wù)專(zhuān)員)、加里·佩頓(國(guó)防部搭載物專(zhuān)員)。STS-51-C的任務(wù)為：從發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)上釋放一枚慣性上升級(jí)(IUS)改進(jìn)型。此次任務(wù)的降落時(shí)間為1985年1月27日。

之后，馬丁利便從國(guó)家航空航天局和美國(guó)海軍退休（退役時(shí)的軍銜為海軍少將），退休后他進(jìn)入了格魯門(mén)公司的空間站支援部門(mén)，之后他在加利福尼亞州圣迭戈市領(lǐng)導(dǎo)通用動(dòng)力的宇宙神助推器計(jì)劃，在洛克西德·馬丁公司時(shí)，他作為副總裁主管X-33的研發(fā)計(jì)劃。

在電影阿波羅13號(hào)中，馬丁利由加里·希尼斯飾演。在電視連續(xù)短劇《從地球到月球》中，馬丁利的扮演者為澤爾科·伊萬(wàn)內(nèi)克。