Profesionalnu karijeru započinje 1991. godine s radom kao asistentica na Ekonomskom fakultetu u Zagrebu gdje se zadržava sve do 1995. godine kada odlazi na novo radno mjesto u Ministarstvo financija kao načelnica. Od 1997. do 2000. godine u navedenom Ministarstvu obnaša funkciju pomoćnice ministra za makroekonomske analize i prognoze. U travnju 2000. godine odlazi u Privrednu banku Zagreb gdje se zadržava sve do siječnja 2004. godine kao glavna ekonomistica te nakon toga slijedi povratak u Ministarstvo financija na poziciju državne tajnice, a u listopadu 2005. postaje državna tajnica u Središnjem državnom uredu za razvojnu strategiju i koordinaciju fondova Europske unije. U ožujku 2008. godine imenovana je predsjednicom Uprave Partner Banke Zagreb te tu funkciju obnaša do prosinca 2010. godine kada postaje ministrica u Ministarstvu financija, a u prosincu 2011. godine izabrana je za zastupnicu u Hrvatskom saboru te taj mandat obnaša sve do srpnja 2015. godine. U kolovozu 2015. godine postaje stalnom savjetnicom za Upravljanje javnim financijama pri Međunarodnom monetarnom fondu gdje se zadržava sve do listopada 2016. godine kada je imenovana za potpredsjednicu Vlade Republike Hrvatske i ministricu Gospodarstva, poduzetništva i obrta.
Pored navedenog, vrijedi istaknuti kako je dr.sc. Martina Dalić u periodu od ožujka 2005. godine do svibnja 2012. godine bila zamjenica glavnog pregovarača i pregovaračica u pregovaračkom timu za pristupanje Republike Hrvatske u članstvo Europske unije.
Dr.sc. Martina Dalić 1990. godine stječe zvanje diplomirane ekonomistice na Ekonomskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu dok 1994. godine postaje magistrom znanosti na istoimenom fakultetu. 2010. godine upisuje doktorski studij na Ekonomskom fakultetu Sveučilišta u Splitu te ga uspješno završava 2012. godine i stječe zvanje doktorice znanosti.
Autorica je brojnih stručnih i znanstvenih radova.