En 1950 obtuvo su grado como ingeniero eléctrico y un Master en 1957, ambos en el Instituto Tecnológico de Illinois. En 1954 entró a trabajar en Motorola Inc. desarrollando el proyecto DynaTAC 8000X de teléfono móvil. Finalmente el 3 de abril de 1973 Martin Cooper realizó la primera llamada desde un teléfono móvil en una calle de Nueva York precisamente a su mayor rival Joel Engel, de los Laboratorios Bell de AT&T.

Martin Cooper nació en Chicago el 13 de junio de 1928 en el seno de una familia de emigrantes ucranianos. Para poder pagar sus estudios en el Illinois Institute of Technology, donde logró graduarse en 1950 como ingeniero eléctrico, se unió a la Reserva de Oficiales del Cuerpo de Capacitación, y terminó en un destructor de la armada durante la guerra de Corea.

Tras varios años en la Marina, finalmente consiguió un trabajo en Teletype, una filial de Western Electric. En 1954 entró a trabajar en Motorola Inc. en la división de radios portátiles para la policía. Comenzó a trabajar en Motorola en 1954 y tres años más tarde obtuvo un master en Ingeniería eléctrica en la escuela nocturna, también en el Illinois Institute of Technology.

Fue en Motorola donde desarrolló el primer prototipo de teléfono móvil al ser nombrado director corporativo de Investigación y Desarrollo. Martin Cooper llegó a confesar que fue viendo al Capitán Kirk usar su comunicador en la serie Star Trek lo que le inspiró el desarrollo del aparato. Durante 10 años estuvo desarrollando el proyecto DynaTAC 8000X hasta poder vencer la resistencia de los gurús que vinculaban el teléfono al punto donde se iniciaba la llamada y no a quién la cursaba.

El proyecto tuvo un elevado coste para la compañía y algunos trabajadores de la empresa querían abandonar la investigación y centrarse en ampliar el mercado existente basado en incorporar teléfonos en los coches.

El concepto de comunicaciones móviles utilizando una red celular había nacido en 1947, en los Bell Labs, el departamento de investigación de AT&T, el único operador estadounidense a la sazón. La idea, sin embargo, no era realizable debido a dificultades en la concesión de espectro electromagnético por parte de las autoridades. Pero a partir de 1960, los Bell Labs y Motorola intentaron superar ese obstáculo.

La FCC ya había atribuido frecuencias en 1970 para utilizar en sistemas móviles de radio en tierra y desde entonces Motorola había desarrollado toda una serie de productos, en que se incluían algunos prototipos, entre los cuales el modelo DynaTAC, diseñado por Cooper. Tras las pruebas iniciales realizadas en Washington destinadas a demostrar la nueva tecnología, la FCC, Cooper y Motorola instalaron una estación base en New York con el propósito de hacer presentaciones de los nuevos teléfonos al público.

El día tres de abril de 1973, Cooper estaba en la esquina de una calle en Manhattan, a camino de una conferencia de prensa en un hotel, cuando decidió intentar hacer una llamada personal. Cooper cogió su terminal DynaTAC, presionó la tecla para conectar el móvil y el aparato logró conectarse a la red fija a través de la estación-base instalada en la terraza de un edificio. Cooper marcó el número de su rival, Joel Engel, el responsable del departamento de investigación de Bell Labs, quienes paradójicamente habían presentado una patente el año anterior.

No obstante, la introducción del primer servicio comercial ocurrió en 1979, en Japón, y hasta 1982 la FCC no aprobó en los Estados Unidos el lanzamiento, por parte de la empresa Ameritech, del primer sistema móvil comercial.

Finalmente, en 1976 el invento de Cooper empezó a generar ingresos para la compañía. El equipo de Cooper había conseguido reducir su peso a la mitad y en 1983 salió a la venta por un precio de 4.000 $ destinado al mundo empresarial solamente. La batería del teléfono tenía una duración de 35 minutos de duración y pesaba un kilogramo.

En 1983 Cooper abandonó Motorola para crear su propia compañía de sistemas de software y facturación para la telefonía móvil, que vende tres años más tarde para fundar ArrayComm dedicada a tecnología de antenas especiales y de banda ancha más rápida a fin de proveer internet a los usuarios de los teléfonos móviles. Registró 420 patentes y aplicaciones, entre ellas el sistema de banda ancha inalámbrica iBurst. Sin embargo, Martin Cooper se siente especialmente orgulloso del desarrollo del teléfono móvil gracias a una rigurosa metodología persiguiendo cubrir una necesidad tan básica como fundamental de la gente: "no perder el contacto telefónico mientras se desplaza".

Entre muchos otros reconocimientos, Cooper recibió en 1955 el Wharton Infosys Business Transformation Award por sus innovaciones tecnológicas en el ámbito de la comunicación. Y en 2009 fue galardonado con el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica, compartido con Ray Tomlinson, inventor del correo electrónico.