Pamela Sue Martin frequentou escolas públicas em Westport, Connecticut e se formou na Staples High School em fevereiro de 1971.Antes de se formar, Pamela trabalhava em uma barraca de hambúrguer para1.45 por hora, quando um amigo disse a ela que ela estava ganhando60 por hora como modelo em Nova York.Gostando do salário e sendo ambiciosa, Pamela Sue decidiu imitar sua amiga e logo estava ganhando uma boa vida como modelo adolescente para anúncios impressos e comerciais de televisão.Embora ela fosse completamente inocente de treinamento dramático, experiência ou mesmo ambições, quando Pamela Sue soube que a Columbia Pictures estava fazendo testes com garotas para um filme chamado To Find a Man (1972), ela decidiu tentar.Os produtores levaram três meses para se decidir, mas no final Pamela Sue teve o papel feminino principal.Pamela voltou para a Staples High School em Westport, Connecticut, para terminar o ensino médio.Com base em sua atuação em To Find a Man (1972), o produtor Irwin Allen a escalou para co-estrelar com cinco vencedores do Oscar em The Poseidon Adventure (1972).Em seguida, veio um papel principal no filme da semana da ABC, The Girls of Huntington House (1973) e um papel coestrelado por Jan-Michael Vincent em Buster and Billie (1974).Ela está particularmente orgulhosa de sua atuação na produção, The Hemingway Play (1976).Ela interpretou a personagem Celia Gray no filme para televisão Strong Medicine (1986) e apresentou o "Saturday Night Live."Pamela gosta de atividades esportivas, especialmente mergulho, tênis e esqui.
