Depuis toute petite, Héloïse Martin rêve de faire du cinéma. À l’âge de quinze ans, elle s’inscrit à un casting et décroche son premier rôle dans un téléfilm adapté du livre autobiographique de Michel Drucker,
Qu’est-ce qu’on va faire de toi ?
Par la suite, elle intègre la section cinéma du lycée Bréquigny de Rennes et écrit et réalise son premier court-métrage, intitulé La Lettre, sorte de prémisse aux Yeux fermés. En parallèle, elle prend des cours de théâtre à Paris.
À dix-huit ans, elle décroche le rôle principal du film Tamara, d’Alexandre Castagnetti, adapté de la bande-dessinée éponyme, publiée aux éditions Dupuis.
En 2017, Richard Berry lui offre un rôle dans sa pièce de théâtre, La Nouvelle, écrite par Éric Assous. Elle fait ainsi ses débuts sur les planches du théâtre de Paris, aux côtés de Richard Berry et Mathilde Seigner, qu’elle retrouvera en 2019 pour une tournée à travers la France.
En 2018 sort le deuxième volet des aventures cinématographiques de Tamara et elle intègre l’émission Danse avec les Stars, sur TF1, dont elle est éliminée en quart de finale.
Depuis 2020, elle tourne dans la série Grand Hôtel puis Renaissance.
En 2022, elle co-écrit, avec Baptiste Magontier, Les Yeux fermés, son premier roman graphique.
