Berbekal pendidikan kecantikan yang ditempuh di Indonesia dan Amerika Serikat, Martha mengembangkan usaha tersebut hingga tumbuh menjadi Martha Tilaar Group. Kelompok usaha ini bergerak di berbagai bidang, mulai dari manufaktur dan pemasaran kosmetik serta jamu hingga pendidikan kecantikan, spa, dan distribusi.
Salah satu ciri pendekatan Martha adalah upayanya mengangkat tradisi perawatan kecantikan Nusantara. Pengetahuan keluarga mengenai jamu dan resep kecantikan Keraton Jawa menjadi inspirasi dalam mengembangkan produk serta pendekatan kecantikan yang menggabungkan bahan alami dan pengetahuan modern.
Kontribusinya juga mendapat pengakuan melalui sejumlah penghargaan. Pada 1984, Martha dianugerahi gelar Doctor Honoris Causa dalam bidang Fashion and Artistry dari World University di Tucson, Arizona, Amerika Serikat.
Dia juga menerima penghargaan Women Entrepreneur of the Year dari Asia Pacific Entrepreneurship Awards pada 2008, Perekayasa Utama Kehormatan dari BPPT dan Ganesa Widya Jasa Utama dari Institut Teknologi Bandung pada 2012, serta Tanda Kehormatan Bintang Budaya Parama Dharma dari Pemerintah Indonesia pada 2016.
Di tingkat internasional, Martha menerima penghargaan The Outstanding Contribution 2000–2010 dari United Nations Global Compact pada 2010. Pada 2018, dia juga mendapat pengakuan sebagai SDG Pioneer atas kiprahnya dalam mendorong keberlanjutan melalui keterlibatan masyarakat.