Los primeros estudios que realizó en Salamanca este extremeño se los tuvo que costear gracias a su trabajo como enfermero y, sobre todo, sirviendo a otros estudiantes.

Entró dentro de la Compañía de Jesús en esa misma ciudad universitaria en octubre de 1566. Alcanzó Lima dentro de la expedición que dirigía José de Acosta. Fue enviado a la ciudad de Cuzco, donde se había establecido una de las primeras fundaciones jesuíticas, no siempre avalada por la licencia del virrey.

Desde noviembre de 1576 se le encargó la responsabilidad de la doctrina de Juli, la primera de las que atendieron los jesuitas en Indias, después de que la Compañía de Jesús debatiese cuáles habrían de ser sus trabajos en estas latitudes. El equipo estaba formado por el superior Diego de Bracamonte, Alonso Barzana y el propio Diego Martínez. Primero fue párroco de San Juan Bautista, una de las tres demarcaciones eclesiásticas de esta doctrina. Después sustituyó a Bracamonte como superior, en agosto de 1577. Se convirtió en una voz autorizada sobre el desarrollo de la doctrina, cuando escribió un prolongado informe al visitador Juan de la Plaza. Era agosto de 1578. [...]