Die im badischen Weil am Rhein geborene Sopranistin studierte zunächst an der Universität Mozarteum Salzburg bei Prof. Martha Sharp und danach an der Universität der Künste Berlin bei Prof. KS Jutta Schlegel. Sie besuchte Meisterkurse von René Jakobs, Breda Zarkotnik und Lorraine Nubar. Nachdem sie 2003 den Interpretationspreis beim Internationalen Gesangsseminar Burg Beeskow erhielt, war sie im Jahr darauf Stipendiatin des Sommerfestivals Oper Oder-Spree. Seit 2005 ist sie Schülerin von Ruthild Engert.
Martina Wäldele gastierte als Solistin mit dem Berliner Kammerorchester in renommierten Konzertsälen Deutschlands wie dem Gewandhaus Leipzig, der Liederhalle Stuttgart und der Hamburger Laeiszhalle.
Auf der Opernbühne interpretierte sie Partien wie Monteverdis "Poppea" (UdK Berlin), "Jolanthe" in Tschaikowskys gleichnamiger Oper (Festival Oper Oder-Spree), "Judith" in "Herzog Blaubarts Burg" (Saalbau Neukölln) und Kálmáns "Gräfin Mariza" (Festival Monschau Klassik).
2009 wurde Martina Wäldele, die als freischaffende Sängerin in Freiburg im Breisgau lebt, mit dem Markgräfler Kunstpreis der Stiftung der Sparkasse Markgräflerland zur Förderung von Kunst und Kultur ausgezeichnet.