Мартин Гюзелев е роден гр. София през 1972 г. Завършва Националната гимназия за древни езици и култури „Св. Константин Кирил Философ“ – София през 1991 г., през 1998 г. се дипломира в Историческия факултет на СУ „Св. Климент Охридски” с магистърска степен по археология, а през 2004 г. защитава докторска дисертация в НАИМ при БАН, посветена на селищната система по Южното Черноморие през I хил. пр. Хр.
В периода 2005-2014 г. е завеждащ отдел „Археология“ в РИМ-Бургас и специализира в Екс ан Прованс (Франция) и в Американската школа за класически изследвания в Атина (Гърция).
От 2010 г. до днешна дата е зам.-ръководител и член на Международния проект „Понт Еуксин“.
Бил е многократен научен ръководител на археологически проучвания в Тракия.
През 2015 г. защитава дисертационен труд за придобиване на научната степен „доктор на историческите науки” в Катедра „Стара история, тракология и средновековна история” към Историческия факултет на Софийския университет. От 2015 г. е хоноруван, а от 2017 г. и редовен преподавател към Катедра „История и философия“ на Факултет по обществени науки към Университет „Проф. д-р Асен Златаров“ – Бургас, по дисциплините стара история и тракология.
Автор е на статии и книги по античната история, епиграфика, нумизматика, историческа география и други прояви в социо-културен план на населението по Западното Черноморие.