Martin Ehlbeck studierte Kirchenmusik und Schulmusik in Hannover und Hamburg. Nach seinem Studium war er zunächst als Kirchenmusiker an der Kieler St. Nikolai-Kirche tätig, bevor er 1987 als Kreiskantor und Organist an die Herrenhäuser Kirche in Hannover wechselte.
Er hat die Kantorei Herrenhausen zu einem namhaften Chor in Hannover gemacht, der große Beachtung findet. Neben der Chor- und Orchesterleitung setzt er sich als Organist verstärkt für die neue Musik ein und konzertiert auch im Ausland. Seit 1995 ist er Orgelsachverständiger der Hannoverschen Landeskirche; er ist unter anderem zuständig für Orgelneubauten und Orgelrestaurierungen.
Martin Ehlbeck engagiert sich für szenische Vorstellungen von Oratorien als Musiktheater: 1998 produzierte er in der Herrenhäuser Kirche das Requiem von Gabriel Fauré als modernes Tanztheater sowie im Expo-Jahr 2000 die Matthäuspassion von Johann Sebastian Bach als szenische Aufführung. 2006 und 2009 war er Produzent und musikalischer Leiter der biblischen Oper Belsazar von Georg Friedrich Händel und des Deutschen Requiems von Johannes Brahms. Von Johann Sebastian Bach wurden 2012 das Weihnachtsoratorium und 2015 die Johannespassion als biblische Oper aufgeführt.