Oriundo del pueblo salmantino de Cantalapiedra, fue hijo de Sebastián Martín, boticario, y de Leonor Martín. Se conocen los nombres de tres de sus cinco hermanos, citados por él en el primer interrogatorio de su proceso inquisitorial en 1572: Antonio Martín, labrador en Cantalapiedra, ya difunto por aquel año, Francisco Martín, residente a la sazón en Lima, y Juan Martín, boticario, residente en Salamanca.

Hasta los dieciocho años permaneció en el pueblo, trasladándose a Salamanca para cursar en su Universidad los estudios escolásticos de “latinidad, y artes, y lenguas, y teología”. También fue bachiller en la Universidad de Valladolid al menos durante un año. En el Libro de cursos y bachilleramientos de leyes, artes y teología del año 1543 de la Universidad de Salamanca, se halla el acta de incorporación al Estudio del bachiller Martín Martínez, graduado en la Facultad de Teología de Valladolid. Y aunque los libros de matrículas que van desde el año 1547 al 1550 han desaparecido, sí figura su nombre entre los teólogos y bachilleres en los registros de 1551 a 1555, y si con fecha de 18 de diciembre de 1559, Martín Martínez, “catredatico de hebrayco, o catredatico de las catreda de tres lenguas” (hebreo, caldeo y árabigo), recibió el grado de licenciado en Teología, el 1 de mayo de aquel mismo año había prestado ya juramento como catedrático de “Hebrayco”, cátedra en la que había sido lector desde 1546, contando tan sólo veintisiete años, supliendo entonces a fray Juan Beltrán, trinitario, que había abandonado Salamanca para incorporarse a la Universidad alcalaína. [...]