Après avoir fait des études de lettres, Martine Dugowson est élève à l'IDHEC de 1980 à 1983, dans la section réalisation et prise de vue. Elle y réalise plusieurs films : A bout de nerf (1981, fiction, 20'), Les cactus (1982, fiction, 30') et Circuit fermé (1983, fiction, 90').

En 1986, elle réalise En faisant le ménage, j'ai retrouvé Albert (fiction, 115').

Martine Dugowson a également travaillé sur des films en tant que cadreuse, chef opérateur ou scénariste.

En 1991, elle est pensionaire de la Villa Médicis. Elle reçoit en 1992 le Grand Prix du scénario pour Mina Tannenbaum qu'elle réalise l'année suivante. Suivront Portraits chinois en 1996 et Les Fantômes de Louba en 2000.