Martti Sakari Vainio (* 30. Dezember 1950 in Vehkalahti) ist ein ehemaliger finnischer Leichtathlet. Der 1,90 m große und in seiner Wettkampfzeit 74 kg schwere Vainio gewann 1978 den Europameistertitel im 10.000-Meter-Lauf.

Bei den Olympischen Spielen 1976 in Montreal traten drei finnische Läufer auf der 10.000-Meter-Strecke an. Während sich Martti Vainio und Pekka Päivärinta nicht für das Finale qualifizieren konnten, wiederholte Lasse Virén sowohl im 5000-Meter-Lauf als auch über 10.000 Meter seine Olympiasiege von 1972. 1977 gewann Vainio den ersten seiner neun schwedischen Meistertitel.

Am 29. August 1978 fand das 10.000-Meter-Finale der Europameisterschaft in Prag statt. Favorit war der britische Europarekordler Brendan Foster, dessen Rekord bei 27:30,3 Minuten stand. Im bis heute (Stand 2007) schnellsten Europameisterschaftslauf verbesserte sich Vainio um 28 Sekunden auf 27:30,99 Minuten. Knapp hinter ihm liefen der Italiener Venanzio Ortis und der Russe Alexander Antipow über die Ziellinie, Brendan Foster wurde nur Vierter. Im 5000-Meter-Finale am 2. September wurde ein eher mäßiges Tempo angeschlagen. Im Endspurt siegte Venanzio Ortis vor dem Schweizer Markus Ryffel, in 13:29,7 Minuten erreichte Vainio als Sechster das Ziel mit 1,2 Sekunden Rückstand.

Bei den Olympischen Spielen 1980 in Moskau erreichte Vainio auf beiden Distanzen das Finale, belegte jedoch nur die Ränge 13 über 10.000 Meter und 11 über 5000 Meter, während sein Landsmann Kaarlo Maaninka Silber und Bronze gewann.

Der Endlauf über 10.000 Meter bei der Europameisterschaft 1982 in Athen sah ab der Mitte des Rennens eine Vierergruppe vorn: Für das Tempo sorgte der Portugiese Carlos Lopes, neben Vainio liefen auch Werner Schildhauer aus der DDR und der Italiener Alberto Cova in Lauerstellung. 600 Meter vor dem Ziel setzte Vainio zu einem langegezogenen Spurt an, wurde aber auf der Zielgeraden zuerst von Schildhauer und dann auch Cova überholt. Erst unmittelbar vor der Ziellinie übernahm Cova die Führung, anderthalb Sekunden zurück wurde Vainio in 27:42,51 Minuten Dritter. Fünf Tage später im 5000-Meter-Finale war Vainio im Spurt machtlos und belegte in 13:33,69 Minuten den achten Platz.

1983 fand die erste Leichtathletik-Weltmeisterschaft in Helsinki statt. Martti Vainio erreichte vor heimischem Publikum auf beiden Langstrecken das Finale, jeweils als einziger Finne. Im 10.000-Meter-Finale lösten sich 600 Meter vor dem Ziel fünf Läufer vom Rest der Spitzengruppe. Werner Schildhauer und Hansjörg Kunze aus der DDR versuchten sich gemeinsam mit Vainio von Cova und dem Tansanier Gidamis Shahanga zu lösen, was nicht gelang. Unmittelbar vor dem Ziel überspurtete Cova die beiden Läufer aus der DDR, Vainio wurde in 28:01,37 Minuten mit 0,33 Sekunden Rückstand auf Cova Vierter. Das 5000-Meter-Finale fand einmal mehr fünf Tage später statt. Nach langsamem Rennverlauf übernahm im Spurt der Russe Dimitri Dimitrijew die Führung, wurde aber auf der Zielgeraden vom Iren Eamonn Coghlan überlaufen. Schildhauer gewann einmal mehr Silber und Vainio sicherte sich mit einem Hechtsprung ins Ziel die Bronzemedaille vor Dimitrijew.

Durch den Olympiaboykott des Ostblocks waren Werner Schildhauer und Hansjörg Kunze nicht bei den Olympischen Spielen 1984 in Los Angeles am Start. Im 10.000-Meter-Finale löste sich Vainio mit gleichmäßig hohem Tempo frühzeitig vom Rest des Feldes, lediglich Alberto Cova konnte dem Tempo mühelos folgen und lief im Windschatten des langen Finnen. Cova setzte eingangs der Zielgeraden seinen Spurt an, ging locker an Vainio vorbei und hatte im Ziel dreieinhalb Sekunden Vorsprung auf Vainio, die Spitze des restlichen Feldes lag über 100 Meter zurück. Vainio verlor seine Silbermedaille allerdings, nachdem er positiv auf Anabole Steroide getestet wurde. Vainio wurde zuerst lebenslänglich gesperrt, aber nach 18 Monaten begnadigt.

Bei der Europameisterschaft 1986 in Stuttgart wurde er Siebter über 10.000 Meter und Sechster über 5000 Meter. In Rom bei der Weltmeisterschaft 1987 gab er im Endlauf über 10.000 Meter auf.