در آن زمان، هنرستان موسیقی ده نفر از موسیقیدانان را از چکسلواکی برای آموزش به هنرآموزان هنرستان استخدام کرده بود که مرتضی حنانه آموختن هورن را زیر نظر رودولف اوربانتس آغاز كرد. وی بعدها به عنوان نوازنده هورن اول ارکستر سمفونیک تهران شناخته شد.
با شروع جنگ جهانی دوم و کشیده شدن آتش آن به ایران، هنرستان موسیقی تعطیل شد. اما حنانه با کمک علاقه‌مندان دیگر نظیر غلامحسین غریب و حسن شیروانی و فریدون فرزانه کنسرت‌هایی به طور آزاد در تالارهای انجمن‌های فرهنگی و هنری برپا نمود و پس از چندی با پیوستن پرویز محمود به این جمع در سال ۱۳۲۵ پایه ارکستر سمفونیک تهران گذاشته شد.
در سال ۱۳۲۸ با سفر بی بازگشت پرویز محمود به آمریکا، مرتضی حنانه همراه با دوستانش غلامحسین غریب، حسن شیروانی و جلیل ضیاء پور نشریه «خروس جنگی» را بنیاد گذاشتند. حنانه در کنار این کار رسانه‌ای، به گردآوری آثار پراکنده محمود می‌پرداخت و آنها را برای اجرا با ارکستر سمفونیک تهران که از سوی روبیک گریگوریان رهبری می‌شد، آماده می‌ساخت. در همین سال‌ها حنانه آفریده معروف خود «سوییت شهر مرجان» را بر روی قصه‌ای از غلامحسین غریب به پایان برد. شهر مرجان را روبیک با ارکستر سمفونیک تهران رهبری کرد و شهرتی برای آفریننده اش فراهم آورد. سال‌ها بعد این سوییت در شکل نخستین آوازی خود چند بار با صدای فرح عافیت پور و منیره وکیلی در تهران به اجرا درآمد.
مرتضی حنانه البته پیش از آن «یک فانتزی»، «یک کاپریس برای پیانو و ارکستر» و همچنین یک ارتوریو با عنوان «بهرام یشت» نوشته بود ولی هیچ‌کدام چون «سوییت شهر مرجان» برای او موفقیت به همراه نیاورد.
در سال ۱۳۳۲ که جشن هزاره بوعلی سینا برگزار شد، حنانه توانست آثار خود را در حضور شرق شناسانی که برای شرکت در جشن دعوت شده بودند با هم‌سرایی و ارکستر سمفونیک اجرا كند و این اجرا چنان مورد توجه حضار قرار گرفت که چرولی سفیر وقت ایتالیا، بورس هنری آن کشور را در اختیار وی قرار داد و حنانه برای تکمیل تحصیلات و مطالعات خود در رشته‌های مختلف هنری، به خصوص موسیقی به آن کشور عزیمت كرد.
مرتضی حنانه در مرکز عالی موسیقی واتیکان به تحصیل پرداخت و در خصوص موسیقی مذهبی مقدس ایتالیا پژوهش كرد. در همین زمان موسیقی متن فیلم عروس دجله ساخته نصرت‌الله محتشم را ساخت. در زمان تحصیل در رم به همراه حسین سرشار و پروین زرین پور به کار دوبله فیلم‌های ایتالیایی به زبان فارسی پرداخت.
پس از فارغ‌التحصیلی در انستیتوی موسیقی واتیکان در سال ۱۳۴۰ به ایران بازگشت. او از آن پس در ایران به عنوان پرکارترین موسیقیدان پیشرو به شمار رفت.
حنانه در سال ۱۳۴۱ توانست ارکستر بزرگ تازه‌ای را به نام فارابی بنیاد کند و آفریده‌های خود و دیگران را به اجرا درآورد. ارکستر فارابی در طول ۷ سال حیاتش، نزدیک به ۸۰ قطعه از آفریده‌های آهنگسازان ایرانی را به پای اجرا و ضبط در رادیو رسانید.
در سال ۱۳۴۲ علاوه بر تدریس سازبندی (ارکستراسیون) و اداره کلاس هورن در هنرستان عالی موسیقی، به عضویت شورای عالی موسیقی رادیو ایران درآمد و در همین زمان بود که ارکستر سمفونیک رادیو ایران را به نام ارکستر فارابی پایه‌گذاری کرد. این ارکستر توانست آثار آهنگسازان ایران را مانند خود مرتضی حنانه، صدیقه شهنیا، فریدون ناصری، فریدون فرزانه، مصطفی کسروی و سیروس شهردار اجرا و ضبط نماید. در سال‌های ۱۳۴۸ و ۱۳۴۹ وی سرپرستی و اجرای سلسله برنامه‌های آموزشی موسیقی ایرانی در تلویزیون را تحت عنوان «شناسایی موسیقی اصیل ایرانی» به همراه فرهنگ شریف، مرتضی نی داوود و حسین قوامی به عهده گرفت.
حنانه در سال ۱۳۴۵ از طرف رادیوی ایران و بنا به دعوت یونسکو به «تریبون انترناسیونال آهنگسازان رادیو و تلویزیون» اعزام شد و در آنجا قطعاتی از «ارتوریو» اثر خود را اجرا کرد که از رادیوی ایرلند و سوئیس پخش شد. پس از افتتاح سازمان رادیو تلویزیون ملی ایران حنانه در سمت مشاور سرپرستی اقدام به تأسیس کلاس‌هایی برای تعلیم فنی خوانندگان نمود و ارکستر سازهای ایرانی را تشکیل داد.
آهنگساز و نواپرداز و محقق موسیقیدر سال‌های پایانی دهه چهل با انحلال ارکستر فارابی و با توجه به تجربه‌های سینمایی که در ایتالیا اندوخته بود به موسیقی فیلم روی آورد و با آفریده‌های خود توفیق بسیاری از فیلم‌های متوسط را نیز تضمین کرد.
او از جمله برای فیلم‌های فرار از تله، گرگ بیزار، قصه ماهان، سلام سرزمین من، موج و گلیم و تیرباران موسیقی نوشته است.
موسیقی سریال‌های تلویزیونی «هزار دستان» از کارهای اوست که آن را بر اساس پیش درآمدی در اصفهان از مرتضی نی داوود نوشته است. وی هزاردستان را در هفت قسمت نوشته و از نظر رنگارنگی تم‌ها، اثری بسیار پرمایه است. این موسیقی مردمیترین کار حنانه به‌شمار می‌آید و حال و هوای تهران سال ۱۳۲۰ را به‌خوبی منتقل می‌کند. امپرومپتوی راگیا، لالایی و قطعه‌ای بر روی شعری از نیما یوشیج، از آخرین کارهای او به شمار می‌رود.
وی در جشنواره شیراز قطعه «کاکوتی» را با ارکستر مجلسی تلویزیون اجرا کرد که موفق به دریافت جایزهٔ «گراند مانسیون اسپسیال» گشت. در جشنواره دوم نیز، قطعه «کاپریس برای پیانو و ارکستر» او به رهبری فرهاد مشکوه اجرا شد و سال ۱۳۵۰ موفق به اخذ جایزه بهترین آهنگساز برای فیلم فرار از تله به کارگردانی جلال مقدم می‌گردد.
اثر «کاپریس برای پیانو و ارکستر» مهمترین اثر مرتضی حنانه است که در طول سی سال و بر مبنای آخرین دست‌آوردهای ایشان روی موسیقی چندصدایی ایران نوشته شده است. این اثر با ارکستر سمفونیک تهران و رهبری فریدون ناصری در سال ۱۳۶۹ و ارکستر مجلسی تلویزیون ملی ایران در سال ۱۳۴۷، اجرا اما ضبط نشد. در نهایت به دلیل اینکه اجراهای این اثر هیچ وقت مورد تأیید ایشان قرار نگرفت (به نقل از خودش، درد بزرگ تکنیک اجرایی مانع آن بود) آنرا «کاپریس لعنتی» نام نهاد.
علاوه بر آن حنانه در زمینه تحقیق روی موسیقی کهن ایران نیز تلاش‌هایی صورت داد که از جمله آنها می‌توان به کتاب گام‌های گمشده او اشاره کرد که چند سالی قبل از مرگش از سوی انتشارات سروش به بازار کتاب عرضه شد.
مرتضی حنانه روز سه شنبه، ۲۴ مهر ۱۳۶۸، پس از گذراندن بیماری سرطان، چشم از جهان فرو بستو در جوار امامزاده طاهر (کرج) به خاک سپرده شد.