Tai lietuviška pavardė, kilusi iš krikšto vardo Martynas (lot. Martinus), su priesaga -onis, nusakančia kilmę ar priklausomybę. Pavardė reiškia „Martyno sūnus“ arba „iš Martyno (giminės)“.
Įžymūs žmonės su šia pavardė:
Kęstutis Martinionis – politikas, buvęs LR susisiekimo ministras.
Arūnas Martinionis – krepšininkas, olimpietis, vėliau verslininkas.
Vytautas Martinionis – žurnalistas, redaktorius.