Компания Астон-Мартин была основана в 1913 году Лайонелом Мартином и Робертом Бэнфордом. Изначально основатели объединили свои усилия, как Bamford & Martin. Первый автомобиль, названный Астон-Мартином, был создан в марте 1915 года Мартином, который установил 1,4-литровый четырёхцилиндровый двигатель Coventry-Simplex на шасси 1908 года от Isotta-Fraschini.
Массовому производству помешала Первая мировая война. Все машины были проданы авиакомпании Sopwith Aviation Company.
После Первой мировой войны Бэнфорд арендовал бывшие конюшни на Абингтон Роуд, где пять лет спустя появилась вторая модель Астон-Мартин.
После Второй мировой войны, в 1947 году, компанию приобрела компания Дэвид Браун Лимитед, возглавлял которую промышленник и давний фанат марки Дэвид Браун. Именно он добавил к обозначению моделей инициалы DB.
Компания продолжала испытывать финансовые затруднения и в 1972 году была продана расположенному в Бирмингеме консоциуму Company Development Ltd. В 1975 года компания была перепродана североамериканскими предприниателеми Питеру Спрагъю и Джорджу Миндену. Новые владельцы оснастили завод современной линией для производства автомобилей V8 Vantage в 1977 году, заменённый Volante в 1978 ,и заменённый William Towns-styled Bulldog в 1980. Towns also styled the futuristic new Lagonda saloon, based on the V8 model.
Однако компания продалжала испытывать финансовые трудности. В 1987 году очередным хозяиномом Астон-Мартина стал американский концерн Форд, купивший 75 % акций фирмы.
В 1988 году, производя около 5000 автомобилей за 20 лет, компания, наконец, закончила пользоваться V8 и предоставила Virage. В 1992, версия Vantage была объявлена, и в следующем году компания обновила серию DB, объявив о DB7.
В 1993, Форд получает полный контроль над компанией Астон-Мартин и передаёт её в Примьер Аутомотив Груп. В это время происходит существенное инвестирование в производсственную базу. В 1994 Форд открывает новый завод в Banbury Road in Bloxham. В 1995 году компания произвела 700 автомобилей, в 1998 был построен двухтысячный DB7, а в 2002 — шеститысячный.
На международном автосалоне в Детройте в 2003 году была аннонсирована новая модель Астон-Мартин AMV8 Vantage. Также в 2003 году была открыта фабрика в Гейдоне. В декабре 2003 года Астон-Мартин аннонсировал возвращение в автоспорт в 2005 году. Специально для этого было создано новое подразделение Aston Martin Racing, которая впоследствии была объединена с компанией Продрайв Prodrive для реализации программы DBR9. DBR9 участвовала в автогонках в классе Гранд-туризм (GT) в том числе 24 часа Ле-Мана. И победила в 2007 и 2008 годах.
Машина марки Астон-Мартин DB III была выбрана Яном Флемингом для героя своей седьмой новеллы о Джеймсе Бонде — Голдфингер. В последующих экранизациях романов Яна Флеминга использовался серебристый DB5, который можно увидеть в Голдфингер (1964) и Шаровая молния (1965). В фильме 2006 года «Казино Ройял» Джеймс Бонд разъезжает на Aston Martin DBS, «мужском», очень мощном авто. Для машины была придумана спецкраска Casino Ice — серый с глубоким голубым отливом. Съёмочная группа ухитрилась за один съёмочный день разбить три автомобиля. Компания выпустила около 300 таких экземпляров, цена одного — свыше 250 тысяч долларов. («- И запомните, 007: у вас лицензия на убийство, а не на нарушение правил дорожного движения!»).
Машину Aston Martin можно встретить в фильме Альфреда Хитчкока Птицы, Герой Роуэна Аткинсона в фильме Джонни Инглиш (2003) управляет DB7 Vantage. Герой Роджера Мура в фильме The Persuaders! (1971—1972) управляет автомобилем Aston Martin DBS.