Martin Kaymer begann im Alter von zehn Jahren mit dem Golfsport. Mit 15 Jahren spielte er bereits Handicap 0. 

Als Amateur belegte er bei der Mannschafts-Europameisterschaften den 2. Platz und gewann die Deutsche Meisterschaft. Er wurde Sieger im Strokeplay und Matchplay und siegte bei der Central German Classic, einem Turnier der EPD Tour. 

Ende 2005 wurde er mit einem Handicap von +4,8 Professional. In seinem ersten Profijahr spielte er auf der EPD Tour, auf der er mit einer 59er Runde das niedrigste Ergebnis erzielte, dass ein deutscher Golfer je bei einem offiziellen Turnier erreichen konnte.  Noch in der laufenden Saison erhielt er die Spielberechtigung für die Challenge Tour und qualifizierte sich für die European Tour 2007. Hier erspielte er sich fünf Top-Ten-Platzierungen und wurde zum Rookie of the Year (bester Neuling) gewählt.

2008 gewann er sein erstes Turnier auf der European Tour, die Abu Dhabi Golf Championship. Einige Monate später siegte er als erster Deutscher bei der BMW International Open - ein Erfolg der zum Beispiel Bernhard Langer bis heute verwehrt blieb. 

Damit begann eine Serie von Siegen und Spitzenplatzierungen, mit denen er sich in der Top Ten Europas etablieren konnte. So wurde er in Abu Dhabi 2009 Zweiter und 2010 erneut Erster. 

Im August 2010 sein bislang größter Erfolg: Martin Kaymer gewinnt die 92. PGA Championship in Kohler, Wisconsin,und damit sein erstes Major Turnier. Der Lohn: über eine Million Dollar Preisgeld und Platz 5 der Weltrangliste. Martin Kaymer ist damit der zweite Deutsche PGA Golfprofessional, dem ein Sieg bei einem Major-Turnier gelingt. Einige Wochen später folgte ein weiterer grandioser Erfolg: Der 25-Jährige gewinnt die KLM Open in Holland und vergrößert im Race to Dubai den Abstand auf den zweitplatzierten Graeme McDowell auf eine halbe Million Euro. Im Oktober 2010 gewann Martin mit dem Team Europa den Ryder Cup und ist somit der zweite Deutsche nach Bernhard Langer, dem solch ein Erfolg gelang. 

Genau so grandios startete Martin auch ins neue Jahr: Bei der Abu Dhabi HSBC Golf verteidigte er seinen Titel und gewann zum dritten Mal. Mit diesem Sieg überholte der deutsche Golfstar den Amerikaner Tiger Woods in der Weltrangliste und landete auf Platz 2. Nach dieser Steigerung folgte gleich ein weiterer Erfolg: mit seiner Finalteilnahme beim World Golf Championships Accenture Match Play wurde der 26-Jährige die neue Nummer 1 der Golfwelt. Zwei Monate konnte sich der deutsche Golfstar auf dieser Position halten. Ende April 2011 hat Lee Westwood mit seinem Sieg bei der Indonesian Open die Position 1 der Weltrangliste wieder erobert.

Er feiert mit seinem Sieg in Shanghai bei den WGC- HSBC Champions seinen größten Einzelerfolg seit dem Major-Sieg 2010.