Economètre de formation, Martine Brunschwig Graf est née à Fribourg en 1950. Dès 1975, elle est rédactrice romande auprès de l’Association suisse des employés de banque à Berne.

Elle rejoint la Société pour le développement de l’économie suisse en 1978 et en assumera la direction du siège romand dès 1991.
Elle préside le parti libéral genevois de 1988 à 1990, et siège au parlement cantonal de 1989 à 1993.

En 1993, elle est élue au gouvernement genevois qu’elle préside en 1999 et 2005. Elle assume au sein du collège gouvernemental la responsabilité du département de l’instruction publique puis de celui des finances.
En octobre 2003, elle est élue au Parlement fédéral en tant que conseillère nationale et intègre la commission de la science, de l’éducation et de la culture, puis celle des finances et des affaires extérieures.

Vice-présidente du groupe PLR dès 2007, elle siège au parlement fédéral jusqu’en 2011. 
Elle préside depuis 2006 le Bureau de l’Amiable compositeur et d’autres associations et fondations dont l’Association pour la prévention de la torture. Elle est membre du CA d’Allianz Suisse depuis 2011.

Elle préside depuis 2012 la Commission fédérale contre le racisme.