Dovrebbe derivare da modificazione del cognomen latino Martinus (che significa "dedicato a Marte").
Il cognome Martinelli è diffuso in tutta l'Italia peninsulare con maggiore concentrazione in Lombardia, Toscana ed Emilia-Romagna. Martinella, piuttosto raro, ha qualche presenza nell'alto Piemonte e in provincia di Udine.
Il cognome Martinella è 7422° nella regione Friuli-Venezia Giulia Il cognome Martinella è 400° nella provincia di Verbano-Cusio-Ossola Il cognome Martinella è 17° nel comune di CAMBIASCA (VB)