Ancien élève de l'ENA, Martial Mettendorff a entamé sa carrière en 1996, au ministère du Travail comme chargé de mission à la direction des hôpitaux. Deux ans plus tard, il est promu chef du bureau organisation hospitalière et évaluation. A partir de 2001, il est nommé directeur général adjoint de l'InVS avant d'être appelé, en 2007, au ministère de la Santé en tant que chef de service et secrétaire général à la direction générale de la santé. Trois ans plus tard, il devient directeur général adjoint en charge des ressources à l'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses).
Dans ses nouvelles fonctions, Martial Mettendorff interviendra en appui au pilotage des deux établissements (InVS et Inpes). Il aura en charge d'appuyer le préfigurateur de santé publique sur tous les sujets relatifs à sa mission, précise le communiqué de l'InVS.