Después de competir en Fórmula 3 y Fórmula 3000, donde logró ganar 3 carreras y ser uno de los principales aspirantes al título, Donnelly compitió en Fórmula 1 en 1989 y 1990, hasta que un grave accidente durante la clasificación en el circuito de Jerez terminó con su carrera en dicha categoría.
Donnelly terminó su primera carrera de F1 con 3 vueltas perdidas respecto al ganador (Prost) en 12.ª posición y fue el último monoplaza, mientras que la experiencia de Cheever le hizo acabar su carrera en 7.º lugar, a solo una vuelta del ganador.
[1] En 1990 continuó en Lotus, aunque esta vez no como piloto de pruebas, sino como un piloto de titular junto al hombre que le cedió su asiento en Francia: Derek Warwick.
[1] En 2004, compitió con un Mazda RX-8 en una carrera en Silverstone, las 24 Horas de Britsports, y terminó en el lugar 27.
En junio de 2010, Martin Donnelly fue como invitado en la Copa Ginetta G50 en Oulton Park.