В Ленинградский институт театра, музыки и кинематографии, ныне это Санкт-Петербургская академия театрального искусства, Людмила Мартьянова поступила, когда уже лет восемь проработала в областном театре кукол. Михаил Королёв, заведующий кафедрой, после второго тура, когда она показывала этюды с куклой, сказал, что её учить не надо, она – профессионал. Но Мартьянова хотела поучиться у настоящих мастеров сцены. Как-то во время учёбы она репетировала Мальвину в спектакле по произведению Алексея Толстого. Сразу попала в роль, но мастер курса Сергей Жуков говорил: всё плохо, отвратительно, надо начинать сначала. Она плакала, переживала, бесконечно репетировала… И в конце концов пришла к тому же, что сделала в самом начале. Возмущению не было предела. Но только позже она поняла, как прав был её педагог. На самом деле это была та самая школа – как работать над ролью.
Она прекрасно помнит все свои роли, даже сыгранные сорок лет назад. Самой первой в театре кукол была роль ведущей в спектакле по произведению Владимира Маяковского «Что такое хорошо и что такое плохо». Это был, правда, живой план. С куклами она вышла впервые на сцену в «Царевне-лягушке». У неё было сразу две роли – купеческая дочь и помело Бабы-яги. Элеонора Шпет, человек в театральном мире известный (именно она предложила в своё время Сергею Образцову создать кукольный театр), отметила роль помела, хотя она была без единого слова. Её похвала дорогого стоила. А вскоре Людмила Мартьянова стала получать и главные роли. Первой стал Поросёнок в спектакле «Ты для меня» по пьесе Генриха Сапгира. Настоящий же взлёт её артистической карьеры начался после роли Буратино, когда она заменила заболевшую Галину Радайкину – потрясающую актрису, у которой она многому научилась.
Людмила Ананьевна с благодарностью вспоминает всех режиссёров, с которыми ей довелось работать, хотя их было и не так много. Владимир Лопухин научил её работать самостоятельно. Виталий Елисеев поставил прекрасный спектакль «Таинственный гиппопотам», где она играла Львёнка. Блестящий спектакль в жанре лубка по пьесе Сергея Козлова «Поющий поросёнок» сделал Николай Шишкин. Людмила Мартьянова играла там главную роль. Но давалась она ей с трудом, потому что кукла была сделана в форме копилки, работать с ней было чрезвычайно трудно. Впервые артисты Московского областного театра кукол с этим спектаклем выехали на фестиваль театров кукол Нечерноземья в Горький. Это был 1987 год. И об областном театре кукол заговорили. Отмечали и сам спектакль, и сложившийся ансамбль равноценных по силе актёров: Владимира Дудкина, Татьяну Леонтьеву, Татьяну Чекаленкову, Александра Мясникова и Людмилу Мартьянову.
Особый период творчества Людмилы Ананьевны связан с её работой главным режиссёром. Правда, она не любит говорить о тех спектаклях, которые поставила. Были среди них удачные и не очень. Но все они были любимы зрителем и шли с неизменным успехом. Среди них можно назвать дебютный спектакль «Дядюшка Клоун и мышонок Мыцик», «Трям, здравствуйте», «Сказка о мёртвой царевне и семи богатырях», «Волшебные снежинки»… Одной из самых удачных постановок Мартьяновой стал спектакль «Тайна новогодних часов» по пьесе тогдашнего главного художника театра Елены Богдановой – внучки легендарного основателя театра Виктора Швембергера. Этот спектакль до сих пор в репертуаре.
В своё время «Дядюшку Клоуна и мышонка Мыцика» ставил в театре Виталий Елисеев. Людмила Мартьянова в нём играла, и поначалу ей трудно было абстрагироваться от этого спектакля и сделать что-то своё. Но вскоре она поняла, что нужно делать. Этот спектакль о двух одиноких существах, нашедших друг друга. По-другому расставив акценты, ей удалось вдохнуть в постановку новую жизнь. К 200-летнему юбилею А.С. Пушкина Людмила Мартьянова поставила «Сказку о мёртвой царевне и семи богатырях». С художником-постановщиком Еленой Богдановой они сделали марионеточный спектакль. Мартьянова даже ездила в Санкт-Петербург в известный Театр кукол им. Домини поучиться там принципам работы с марионетками.