Militar y político español. Realizó sus primeros estudios en Valmaseda, cursando luego Humanidades en el Instituto de San Isidro de Madrid. Ingresó en la Universidad de Oñate, donde inició estudios de Jurisprudencia, siendo expulsado de la misma en febrero de 1804. Ingresó de forma inmediata, en el mismo mes, en el cuerpo de Guardias de Corps, dando inicio así a su carrera militar.

Participó en el Motín de Aranjuez, en marzo de 1808, siendo uno de los encargados de la custodia de Godoy después de su detención y hasta su entrega a los franceses. Al producirse la invasión napoleónica, abandonó el Ejército tras la dispersión del Cuerpo de Guardias de Corps en El Escorial, para incorporarse a las filas de los que luchaban contra los franceses.

Con la proclamación de la Constitución de 1812 tras el "pronunciamiento" de Riego -Cabezas de San Juan (1820)-, obtuvo su primer empleo civil, por recomendación del marqués de las Amarillas, siendo nombrado oficial 7.º de la Secretaría de Estado y del Despacho de la Gobernación de Ultramar y secretario de Su Majestad el 6 de diciembre de 1820, coincidiendo con el desempeño de la Secretaría de Ultramar por su amigo Ramón Gil de la Cuadra.

La intervención, en abril de 1823, de los Cien Mil Hijos de San Luis hizo que regresara al Ejército, abandonando el país cuando, en octubre, el rey (Fernando VII), liberado por las fuerzas del duque de Angulema, recobró el poder absoluto y declaró nulos todos los actos gubernamentales anteriores a 1820. Se dirigió primero a Inglaterra, a través de Portugal, para desde allí iniciar el camino hacia París, pero en Burdeos se vio sometido a vigilancia por la policía francesa, motivo por el cual decidió regresar a Inglaterra en julio de 1825. Se instaló definitivamente en Lieja, donde se dedicó al estudio de temas científicos e industriales, permaneciendo allí hasta el fin de la Década Ominosa en 1834.

Regresó después del fallecimiento de Fernando VII, recibiendo el nombramiento de ministro de la Gobernación el 15 de septiembre de 1835, con carácter interino, en el gabinete progresista de Mendizábal, en sustitución de Ramón Gil de la Cuadra, siendo confirmado en el cargo el día 27 del mismo mes, desempeñándolo hasta el 15 de mayo de 1836. Designado representante de Vizcaya en el Estamento de Procuradores convocado por el Estatuto Real. Sus intervenciones parlamentarias, tanto en esta legislatura, como en la siguiente, constituida tras las elecciones de febrero de 1836, en las que también fue proclamado electo por Vizcaya, estaban vinculadas a su condición de ministro, y fueron un exponente de la política progresista.

Son destacables, dentro de su trabajo ministerial, la supresión de la Superintendencia de Policía, cuyas funciones fueron asumidas por el Ministerio de Gobernación, mediante Decreto de 4 de octubre de 1835, y la creación, por otro Decreto de 25 de febrero de 1836, de una comisión encargada de estudiar, con vistas a su unificación, los diversos sistemas de pesos y medidas utilizados en España; conseguió la libertad de imprenta.

Merecen ser recordadas algunas disposiciones relativas al desarrollo de la ciencia y de la educación, reflejo del interés despertado por estas cuestiones durante su estancia en Lieja: la creación de un colegio científico para las ciencias de aplicación, mediante Real Decreto de 19 de noviembre de 1835; las instrucciones para la mejora de la enseñanza primaria recogidas en la Real Orden de 4 de febrero de 1835 y las disposiciones sobre la formación de los estatutos de las sociedades económicas contempladas en la Real Orden de 14 de febrero de 1836. Fue elegido miembro honorario de la Real Academia de la Historia el 8 de enero de 1836.

Su participación en la actividad de las Cortes Constituyentes (1836-1837) fue intensa, siendo nombrado miembro de varias comisiones, entre las que destacan las de Etiqueta, Instrucción Pública, Biblioteca, Estado, Caminos y Canales, Gobernación, Comercio, Ultramar y Minería. En esta legislatura desempeñó la vicepresidencia del Congreso en abril de 1837, y el cargo de presidente desde el 3 de mayo hasta el 1 de junio del mismo año.

Sus intervenciones en los debates fueron igualmente numerosas, siendo reseñables las relativas al proyecto de Constitución, de la que aparecerá como firmante una vez aprobada, jurándola el 18 de junio de 1837. Defendió la existencia de dos cuerpos colegisladores iguales en facultades, rechazando el término Estamento para denominar a las Cámaras, y proponiendo los de Senado y Diputación General, más acordes, según él, con la tradición histórica y la precisión del lenguaje jurídico y legal. Propuso que el Senado fuera electivo, no de nombramiento real, aunque consideraba posible su carácter vitalicio. Además de algunos discursos sobre temas muy puntuales, la mayoría de ellos son un reflejo constante de sus planteamientos políticos y de sus preocupaciones intelectuales: los temas relacionados con la guerra carlista; la reforma del clero; la legislación electoral, nuevamente modificada en esta legislatura; así como aspectos relacionados con planes de estudios e instrucción pública.

La derrota de los progresistas en las siguientes elecciones privaron a Martín de los Heros de su escaño en el Congreso, siendo elegido senador por Madrid el 28 de enero de 1838, jurando el 28 de febrero siguiente. Nombrado miembro de la Comisión de Presupuestos, intervino activamente en los debates, como ya había hecho antes en el Congreso. El Reglamento del Senado, el empréstito del Estado, los impuestos, el diezmo, las rentas y otras contribuciones, fueron nuevamente asuntos de su mayor interés, junto con la necesidad de promover una nueva ley de instrucción secundaria y superior. Las reformas legislativas adoptadas por el gobierno moderado en junio de 1840 (Ley de Ayuntamientos), destinadas a modificar el sistema político, aun manteniendo la Constitución, provocaron la sublevación de Barcelona en julio, y la llegada de Espartero al gobierno en octubre, quien asumió la regencia.

Tras estos sucesos, Heros, fue nombrado director de la Biblioteca Nacional, cargo que aceptó sin sueldo. Un Decreto de 2 de diciembre de 1840, le designó intendente general de la Real Casa y Patrimonio. El desempeño de este puesto, del que dimitió en julio de 1843, tras la salida de Espartero de la regencia del reino, coincidió con su elección como senador por Madrid en 1841, no obstante la comisión de actas no lo consideró sujeto a reelección por el mantenimiento del mismo. Nuevamente su actividad parlamentaria fue intensa a lo largo de los sucesivos períodos de sesiones que se sucedieron hasta la disolución de 1843, formando parte de cerca de veintiocho comisiones, e interviniendo en el debate de más de setenta asuntos, siendo los más destacados los relativos a la tutela de la Reina y el nombramiento de la regencia, los presupuestos, las dotaciones de culto y clero, y la organización y atribuciones de los ayuntamientos.El nombramiento de González Bravo como jefe del Gobierno, que dio inicio a la Década Moderada (1843-1854), supuso su retraimiento de la vida política.

Confirmado como miembro numerario de la Real Academia de la Historia el 5 de marzo de 1847, pronunció su discurso de ingreso sobre el Archivo de Valmaseda. En el Bienio Progresista fue nuevamente nombrado intendente de la Real Casa y Patrimonio en septiembre de 1854. Elegido en noviembre diputado por Burgos, la Comisión de Actas dictaminó que esta condición era incompatible con su puesto de intendente, pero el pleno aprobó sus poderes. Nombrado miembro de la comisión de Bases de la Constitución, participó intensamente en la elaboración de un texto, que, aunque no llegó a ser promulgado (Constitución non nata de 1856), manifestó una clara preocupación por ofrecer otras vías de alternancia política, y poner freno al modo empleado por la Corona para ejercer sus facultades. Participó también en el debate de la investigación sobre la conducta de María Cristina, que nuevamente había abandonado el país, siendo notorias sus intervenciones relativas a los presupuestos de la Casa Real.

Disuelta la Cámara en septiembre de 1856, pasó, unos meses más tarde, en mayo de 1857, a ocupar su escaño de senador vitalicio, interviniendo únicamente en el proyecto de reforma constitucional, a la que se opuso, manifestando su fe doceañista. Nombrado en la legislatura de 1858 inspector de la Biblioteca, su fallecimiento fue comunicado al Senado por su amigo Ramón Gil de la Cuadra.