Martina Valentini effectue des études de biologie moléculaire et de biologie médicale à l’Université de Padoue. En 2013, arrivée en Suisse, elle obtient un Doctorat en sciences de la vie de l’Université de Lausanne ; elle travaille alors sur le métabolisme et sur les sources énergétiques des bactéries du genre Pseudomonas. Elle débute alors ses recherches sur la bactérie pathogène opportuniste Pseudomonas aeruginosa, et plus particulièrement sur sa pathogenèse.

Après son doctorat, elle obtient une bourse de mobilité du FNS et effectue un post-doctorat au « MRC Centre for Molecular Bacteriology and Infection » de l’Imperial College London, où elle étudie la molécule de signalisation intracellulaire c-di-GMP et son rôle dans la formation du biofilm de P. aeruginosa. Pendant son séjour à Londres, elle rejoint le « UK Antimicrobial Research Collaborative ». Au sein de ce réseau d’expert-es, elle participe à des études multidisciplinaires sur la résistance aux antibiotiques et à un programme de sensibilisation sur la question de l’antibiorésistance à l’attention des non-scientifiques. En décembre 2017, grâce à une bourse Ambizione du FNS, elle rejoint le Département de microbiologie et médecine moléculaire de la Faculté de médecine de UNIGE. Ses travaux concernent depuis lors les protéines régulatrices de virulence chez P. aeruginosa, ainsi que l’étude du métabolisme de l’ARN et son impact sur la pathogenèse bactérienne. Lauréate d’une bourse Eccellenza du FNS, elle est nommée professeure assistante au Département de microbiologie et médecine moléculaire de la Faculté de médecine de l’UNIGE en avril 2022.