Maarten Neyens naît le à Brasschaat. Son père, Jacques, a été coureur cycliste. Il commence à disputer quelques courses cyclistes aux Pays-Bas et en catégorie aspirant en Belgique lorsqu'il a 10 ans. En 2000, il s'inscrit au Hoboken WAC, en catégorie débutants. Il remporte le premier championnat de Belgique des débutants première année.
Il court ensuite dans l'équipe Affligem Bianchi dirigée par Willy Teirlinck, puis l'équipe Sweet-Paradise d'Andy Missotten. Durant cette période, il étudie en économie et langues vivantes à Westmalle. En 2004, en catégorie espoirs, il rejoint l'équipe Jartazi Granville, qui évolue en troisième division mondiale (GS3). Il cesse alors ses études et obtient le statut de sportif de haut niveau. À partir de 2005, il court dans la nouvelle équipe continentaleBodysol-Win for life-Jong Vlaanderen, qui devient Davitamon-Win for life-Jong Vlaanderen en 2007. Il remporte en 2005 le Tour d'Anvers, et se classe quatrième de Hasselt-Spa-Hasselt et neuvième du Grand Prix Jef Scherens. L'année suivante, il est vainqueur d'étapes du Tour de Namur et du Tour du Brabant flamand, et 5e du Triptyque des Monts et Châteaux. En 2007, il gagne l'étape reine de cette course par étapes. Sélectionné en équipe de Belgique pour les championnats d'Europe espoirs, il ne peut pas participer à cette compétition en raison d'une maladie[1].
En 2011, Neyens rejoint l'équipe ProTeam Omega Pharma-Lotto, avec laquelle il signe un contrat d'un an. Il se voit attribuer un rôle d'équipier, entre autres pour Jürgen Roelandts, un ami d'enfance et ancien coéquipier de 2005 à 2007[2].
