Martha Arendsee war Mitglied der SPD und wurde 1915 wegen Antikriegstätigkeit verhaftet, aber bald wieder freigelassen. Seit 1917 war sie Mitglied der USPD und leitete bis 1919 die USPD im Bezirk Wedding. Sie nahm an der Novemberrevolution teil und war 1921-1924 Abgeordnete im Preußischen Landtag, 1924-1930 im Deutschen Reichstag. Sie widmete sich vor allem der Frauenarbeit und der Sozialpolitik der KPD, deren Mitglied sie seit 1920 war. 1924-1931 arbeitete Martha Arendsee im Reichsvorstand der Internationalen Arbeiterhilfe. Nach sechsmonatiger Haft 1933 emigrierte sie in die Sowjetunion und arbeitete 1941-1945 am Moskauer Rundfunk. Sie gehörte zu den Mitbegründern des Nationalkomitees "Freies Deutschland" und zu den Unterzeichnern des Aufrufs des Zentralkomitees der KPD vom 11.6.1945. 1946/47 arbeitete sie im Parteivorstand der SED und war bis 1948 Leiterin der Abteilung Sozialpolitik des FDGB.