Мартирос Сарьян родился 16 февраля 1880 года в патриархальной армянской семье в Нахичевани-на-Дону (ныне в черте Ростова-на-Дону). В 1895 году окончил городское училище. С 1897 по 1904 годы учился в Московском училище живописи, ваяния и зодчества (ныне Московский художественный институт имени В. И. Сурикова), в том числе в мастерских В. А. Серова и К. А. Коровина. В 1901—1904 годах предпринял поездку на историческую родину, посетив Лори, Ширак, Эчмиадзин, Ахпат, Санаин, Ереван и Севан. В 1900-х годах участвовал в выставках художественных объединений «Голубая роза», «Союз русских художников», «Мир искусства», «Четыре искусства». Сильное влияние на стиль художника оказала живопись Поля Гогена и Анри Матисса. С 1910 по 1913 годы совершил ряд поездок в Турцию, Египет и Иран. В 1915 году приехал в Эчмиадзин, чтобы помогать беженцам из Турецкой Армении. В 1916 году приехал в Тифлис и женился на Лусик Агаян, дочери армянского писателя Г. Агаяна. Тогда же участвовал в организации Общества армя