Dzimis kalpa Ādama Vācieša ģimenē, vēlāk ģimene pārcēlusies uz Rīgu. Beidzis Ģertrūdes draudzes skolu Rīgā, Rīgas pilsētas reālskolu. 09.1892. iestājās un 08.1894. ar I šķiru beidza Maskavas kājnieku junkurskolu (Московское пехотное юнкерское училище), 02.1908. – Virsnieku artilērijas skolu (Офицерская артиллерийская школа) Pēterburgā.

Precējies ar Emīliju Faišfedu (dzimusi Ozoliņa). 

01.1892. kā savvaļnieks iestājās karadienestā, 99. kājnieku pulkā Daugavpilī. Pēc junkurskolas pabeigšanas no 08.1894. virsnieks 41. artilērijas brigādē Vitebskā, no 10.1895. virsnieks 25. artilērijas brigādē Daugavpilī. Poručiks (08.1898.), štābkapteinis (09.1901.), kapteinis (01.1907.), apakšpulkvedis (09.1913.). No 02.1900. bija 16. armijas korpusa artilērijas priekšnieka pārvaldes Vitebskā vecākais adjutants. 1904.–1905. gadā piedalījās Krievijas–Japānas karā. No 12.1906. atkal virsnieks 25. artilērijas brigādē, 05.1908. iecelts par brigādes laboratorijas pārzini, 05.1910. – par baterijas saimniecības vadītāju. 08.–09.1908. bija komandējumā Vitebskā, 02.–07.1911. Viļņā kā pagaidu loceklis kara tiesā. No 04.1913. brigādes pārvaldes jaunākais štābvirsnieks. Sākoties Pirmajam pasaules karam, mobilizācijas gaitā 08.1914. iecelts par 25. parka artilērijas brigādes komandieri, brigādes sastāvā uzreiz nosūtīts uz fronti, piedalījies kaujās pret Vācijas, vēlāk – Austroungārijas karaspēku. 07.1916. brigāde pārdēvēta par 25. parka artilērijas divizionu. 11.1916. slimības dēļ no frontes evakuēts uz Petrogradu, 12.1916 . – uz Kislovodsku. 01.1917. slimības dēļ ieskaitīts Kijevas kara apgabala štāba virsnieku rezervē, 04.1917. iedalīts Kijevas kara apgabala artilērijas pārvaldē, 08.1917. ar Kijevas hospitāļa ārstu komisijas lēmumu atlaists slimības atvaļinājumā, dzīvoja Tambovas apriņķa Usmaņas pilsētā. 02.1918. pavisam atvaļināts no armijas. Saskaņā ar Vācijas un Padomju Krievijas panākto vienošanos 12.08.1918. bēgļu ešelonā atgriezās vācu karaspēka okupētajā Latvijā, dzīvoja Rīgā.

11.12.1918. Rīgā iestājās Latvijas Pagaidu valdības Apsardzības ministrijas dienestā (pulkvedis-leitnants). 02.-03.1919., Rīgā ienākot Sarkanajai armijai, palicis pilsētā. 04.1919. mobilizēts Padomju Latvijas armijā; iecelts par Padomju Latvijas banku kontroliera palīgu (vienlaikus skaitoties kara dienestā). 22.05.1919. dezertējis, paliekot Padomju Latvijas armijas atstātajā Rīgā. 12.07.1919. Rīgā iestājās Latvijas armijā; Apsardzības ministrijas ieroču apgādes pārzinis, no 20.07.1919. – Artilērijas rezerves (karaspēka daļa) priekšnieks. Pulkvedis (24.12.1919.), ģenerālis (18.11.1926.). 18.08. pēc Artilērijas rezerves likvidēšanas iedalīts virsnieku rezervē pie Armijas virspavēlnieka štāba, no 22.09.1919. – Galvenās artilērijas pārvaldes priekšnieka palīgs. 13.03.1922. atvaļināts. 28.03.1924. atkal ieskaitīts dienestā, armijas artilērijas inspektora palīgs Artilērijas inspektora štābā. Vairākkārt ilgstoši bijis artilērijas inspektora vietas izpildītājs (piemēram, 20.05.–22.12.1926). 01.–06.1929. bija arī Kara virstiesas loceklis. 17.09.1929. atvaļināts saistībā ar štatu samazināšanu, saglabājot tiesības valkāt uniformu. 20.12.1929.–26.03.1931. – kara ministrs Hugo Celmiņa valdībā. Dzīvoja Rīgā un agrārreformas kārtībā piešķirtajā Carnikavas muižas centrā. Vācu okupācijas laikā, 17.03.1944., parakstīja Latvijas Centrālās padomes memorandu ar prasību par Latvijas suverenitātes atjaunošanu. Miris slimnīcā Rīgā.

Mārtiņš Vācietis bija viens no pieredzējušākajiem Latvijas armijas artilērijas augstākajiem virsniekiem, Neatkarības kara laikā bija tieši atbildīgs par pirmo artilērijas rezervju sagatavošanu, veidojoties Latvijas armijai 1919. gada vasarā, vēlāk piedalījās artilērijas vienību veidošanā, apbruņošanā un apgādē karadarbības un miera laikā, būdams Galvenās artilērijas pārvaldes priekšnieka un pēc tam artilērijas inspektora palīgs. Būdams kara ministrs ekonomiskās krīzes apstākļos, iespēju robežās centās saglabāt armijā labu nodrošinājumu ar bruņojumu un apmācību līmeni, veicināja sadarbību ar Igaunijas armiju.

Par nopelniem Krievijas–Japānas karā, miera laika dienestā un Pirmajā pasaules karā Krievijas armijas sastāvā M. Vācietis apbalvots ar Krievijas Svētā Staņislava ordeni (II šķira, ar šķēpiem; III šķira), Svētā Vladimira ordeni (IV šķira, ar šķēpiem), Svētās Annas ordeni (II šķira, ar šķēpiem; III šķira, ar šķēpiem), Pirmā pasaules kara laikā divkārt izteikta Augstākā pateicība; par nopelniem dienestā Latvijas armijā apbalvots ar Triju Zvaigžņu ordeni (III šķira).