Funzionaria del Ministero per i beni e le attività culturali presso la Soprintendenza di Pisa, Livorno, Lucca, Massa Carrara, alle Mura Roberta Martinelli ha dedicato molti studi e saggi. Con "Lucca, le Mura del Cinquecento", scritto nel 1983 insieme a Giuliana Puccinelli, per la prima volta ha ricostruito in modo organico la secolare vicenda della loro costruzione. E' stata, tra l'altro, consulente del progetto Fio per la riqualificazione e il restauro del monumento, imprimendo quella direttrice che rispecchia la sua linea. Ovvero la conoscenza del bene culturale come premessa per la sua valorizzazione e la sua valorizzazione come esito di una gestione aperta alle innovazioni. E' sua l'ideazione culturale dei progetti che l'amministrazione comunale di Lucca ha presentato per i programmi del "Giubileo" e della "Francigena" ottenendo finanziamenti per ventiquattro miliardi di lire. Nell'ottobre 1998 le è stata affidata la cura dell'Isola d'Elba e dell'Arcipelago toscano e dirige il museo nazionale delle Residenze Napoleoniche a Portoferraio. Da quella data ha promosso e guidato un progetto di ricerca finalizzato alla riscoperta e alla valorizzazione della presenza di Napoleone nell'area costiera della Toscana. È stata assessore comunale e provinciale alla cultura nelle giunte Lazzarini e Tagliasacchi.