Martin Wölfel studierte Gesang an der Hochschule für Musik ‚Carl Maria von Weber‘ in Dresden. Zunächst konzentrierte er sich auf das Tenorfach, bis ihm der Besuch eines Liederabends mit Axel Köhler seine stimmliche Berufung zum Countertenor erschloss. Nach seinem Fachwechsel studierte er, zuletzt als Meisterklassenstudent, bis 1999 bei Margret Trappe-Wiel, ergänzte seine Studien in Meisterkursen bei Koryphäen wie Paul Esswood, Axel Köhler, Jessica Cash und Brigitte Fassbaender und nahm schon parallel dazu eine rege Konzerttätigkeit auf.
Das Leipziger Gewandhausorchester, der Stuttgarter Kammerchor, die Virtuosi Saxoniae, die Berliner Lautten Compagney, der Dresdner Kammerchor, die Rheinische Philharmonie, das Gürzenich Orchester, das Cairo Symphony Orchestra, das Stockholmer Drottningholms Barockensemble, das Britten-Pears-Orchestra und die Rheinische Kantorei engagierten den jungen Sänger.
Weitere renommierte Orchester und Ensembles gesellten sich hinzu: Das Barockorchester Stuttgart, das Dresdner Barockorchester, das Berliner Ensemble Oriol, das Kölner Kammerorchester, der Dresdner Kreuzchor, La Grande Écurie et la Chambre du Roy aus Tourcoing, die Academy of St. Martin in the Fields, das Klangforum Wien, der Kammerchor „les éléments“, die Ensembles Jacques Moderne und Café Zimmermann.
Daneben ist Martin Wölfel gern gehörter Gast bei internationalen Festivals – etwa beim Aldeburgh Festival of Music and the Arts, bei der Settimana Musicale Senese, beim MDR-Musiksommer und beim Festival van Vlaanderen Brugge. Die Moselfestwochen, das Europäische Musikfest Stuttgart, das Oude Muziek Festival Utrecht, die MusikTriennale Köln, die Dresdner Musikfestspiele und der Septembre Musical – Festival de Musique Montreux-Vevey setzen diese klangvolle Liste fort.
Neben den Konzertpodien hat Martin Wölfel die Bühne erobert: als Arsace /“Berenice“ am Staatstheater Karlsruhe (Händelfestspiele), Claire in der deutschen Erstaufführung von John Lunns „Die Zofen“ an der Semperoper Dresden, als Oberon /“A Midsummer Night’s Dream“ am Nationaltheater Mannheim, Pisandro /“Il ritorno d’Ulisse in patria“ an der Deutschen Oper am Rhein, in Bernhard Langs „Das Theater der Wiederholungen“ beim Steirischen Herbst und an der Opéra National de Paris, als Ottone /“L’Incoronazione die Poppea“ an der Rheinoper, Orfeo /“Orfeo ed Euridice“ am Volkstheater Rostock. Er wirkte außerdem mit in der Deutschen Erstaufführung der Philip-Glass-Oper „Galileo Galileo“ am Staatstheater Braunschweig, als Helicon in der Uraufführung von Detlef Glanerts „Caligula“, einer Koproduktion der Opern Frankfurt und Köln, als Amme Delfa /“Giasone“ an der Oper Frankfurt, sowie als Guido /“Flavio“, Prinz Orlowsky /“Die Fledermaus“, u.a. an der Komischen Oper Berlin, Andronico /“Tamerlano“, Teufel /“Scherz, Satire, Ironie und tiefere Bedeutung“ am Nationaltheater Mannheim, Tolomeo in „Giulio Cesare“, u.a. in Karoline Grubers Inszenierung an der Hamburgischen Staatsoper und an der Oper Köln.
Viel Kritikerlob erntete Wölfel mit seinen Projekten: als Tolomeo /“Giulio Cesare“ in Karlsruhe in einer Inszenierung von Peer Boysen unter dem Dirigat von Michael Hofstetter, als Edgar /“Lear“ an der Oper Frankfurt, als Fjodor in einer Neuinszenierung von „Boris Godunow“ an der Semperoper Dresden, sowie als Edgar /“Lear“ an der Komischen Oper Berlin in der Regie von Hans Neuenfels.
Zu den Regisseuren, die in der Probenarbeit seinem Selbstverständnis als Sänger-Darsteller entgegenkamen, zählen David Mouchtar-Samourai, Christof Loy, Georges Delnon, Alexander Paeffgen, Anouk Nicklisch, Ullrich Peters, Vera Nemirowa, Andreas Baesler, Thilo Reinhardt, Arila Siegert und Christian Pade.
In der Spielzeit 2010/11 brillierte Martin Wölfel nicht nur als Hexe /“Dido und Aeneas“ (Regie: Barry Kosky) an der Oper Frankfurt, sondern begeisterte in der Doppelrolle als Orlowsky|Frosch in einer Neuproduktion der „Fledermaus“ (Regie: Christoph Loy, Dirigent: Sebastian Weigle) ebendort, die Premiere wurde live im TV übertragen, beide Produktionen wurden 2013 wiederaufgenommen. Im Juli 2011 debütierte er als Artemis /“Phaedra“ erstmals an der Staatsoper Berlin.
Martin Wölfel ist ständiger Gast der Oper Frankfurt, ebenso an Cardiff Welsh National Opera mit Gastspiel an Covent Garden Opera London. Eine Uraufführung von Aribert Reimann in Berlin Deutsche Oper („L’Invisible“) wurde auf CD aufgezeichnet, es kam „Wozzeck“ in Olso, „Lustige Witwe“ in Seoul. Zukünftige Pläne beinhalten unter anderem seine Rückkehr nach Frankfurt.
Wölfel arbeitete mit namhaften Dirigenten wie u.a. Andreas Spering, Sir Neville Marriner, Markus Stenz, Christopher Moulds, Sebastian Weigle.
Er nahm an zahlreichen Rundfunk- und CD-Aufnahmen teil. MDR Kultur widmete ihm eine Porträtsendung in der Sendereihe ‚MDR Profile‘ – und heute fällt sein Name immer dann, wenn in der Fachwelt von der kleinen Gruppe profilierter Altisten und Countertenöre die Rede ist. Seit 2007 hat Martin Wölfel einen Lehrauftrag an der Folkwang Hochschule Essen und an der Robert Schumann Hochschule Düsseldorf inne, er gründete auch sein eigenes Meisterkurs-Festival (www.kronenburg-classes.de). Seit 2017 ist er Professor auf Lebenszeit in Essen.