Peter Maertens stammt aus einer bedeutenden Theaterfamilie. Sein Vater Willy Maertens und seine Mutter Charlotte Kramm waren Schauspieler; sein Vater erhielt bereits 1927 ein Engagement am Thalia Theater, zu dessen Intendant er 1945 berufen wurde und das er bis 1964 leitete. Auch seine Kinder Kai, Michael und Miriam wurden Schauspieler – sie alle und auch seine Mutter Charlotte standen auf der Bühne des Thalia Theater. Nach seiner Ausbildung an der Hamburger Schauspielschule begann Peter Maertens 1954 seine eigene Karriere zunächst in Oldenburg, Hannover, Freiburg und Göttingen, bevor ihn sein Vater ans Thalia holte. Hier spielte er in den vergangenen Jahrzehnten unzählige Rollen.
Unvergessen sind seine Auftritte in der Intendanz von Jürgen Flimm zwischen 1985 und 2000, darunter „Maria Magdalena“ in der Regie von Amélie Niermeyer (1995), „Die Stunde da wir nichts von einander wussten“ von Peter Handke in der Regie von Jürgen Gosch (1996) und „Harrys Kopf“ von Tankred Dorst in der Regie von Jürgen Flimm (1997). Zusammen mit seinem Sohn Kai Maertens, der 1985 Ensemblemitglied wurde, war er u.a.. in „Ein Sommernachtstraum“ (1987) in der Regie von Jürgen Gosch zu sehen. Gemeinsam mit Michael Maertens stand er 1988 in „Yeti - der wilde Mann“ in der Regie von Lin Zhaohua auf der Thalia Bühne und im gleichen Jahr mit seiner Tochter Miriam Maertens in Molières „Tartuffe“ (1988). Zu seinem 50. Bühnenjubiläum 2004 trat er gemeinsam mit all seinen Kindern, Miriam, Michael und Kai auf.
In den letzten Jahren hat er sich insbesondere in vielen Rollen mit dem Regisseur Luk Perceval verbunden, in „Draußen vor der Tür“ (2011), „Macbeth“ (2011), „Die Brüder Karamasow“ (2013), und „Othello“ (2009). Besonders unvergesslich war sein Totengräber in „Hamlet“ (2010).
Anders als viele seine Kollegen hat Peter Maertens immer die Begegnung mit der jungen Regie-Generation gesucht. Eine enge Arbeitsbeziehung verband ihn mit Nicolas Stemann, in dessen „Ulrike Maria Stuart“ von Elfriede Jelinek er 2006 als Alter Ego von Andreas Baader glänzte, eine für ihn persönlich wichtige Rolle. Dreimal arbeitete er mit Christopher Rüping, dessen „Panikherz“ von Benjamin Stuckrad-Barre (2018), eine Lebensbeichte über Drogen, Höhenflüge und Abstürze, zu seinen letzten Arbeiten auf der großen Bühne gehörte.
Über 60 ausverkaufte Vorstellungen im Thalia Gaußstraße spielte Peter Maertens in einem von ihm selbst initiierten Zweipersonen-Stück: „Besuch bei Mr. Green“ von Jeff Baron ist eine Komödie über den Zusammenprall unterschiedlicher Lebensmodelle, Religionen, Generationen – und über das Altern. Die Rolle des störrischen alten Mr. Green, der einen Crash-Kurs in Mitmenschlichkeit bekommt, hatte sich Peter Maertens gewünscht – es war seine letzte.
Joachim Lux: „Mit Peter Maertens hat ein Schauspieler die Bühne des Lebens und des Theaters verlassen, der mit seiner großen Theaterfamilie wie kein zweiter mit der Geschichte des Thalia verbunden ist. Obwohl er in den letzten Monaten merklich von seiner Krankheit gezeichnet war, blieb er durch und durch der Theatermann, der er immer war. Offen und neugierig wie eh und je wollte er spielen, spielen, spielen – bis zum Schluß. Noch wenige Wochen vor seinem Tod freute er sich darauf, im September, nach der Sommerpause wieder als „Mr. Green“ auf der Bühne zu stehen – coronagerecht. Wir werden Peter sehr vermissen und uns immer ehrend an ihn erinnern. Er ist eine Hamburger Schauspiellegende.“