Decidió pasar a las Indias cuando Pizarro visitó su tierra natal extremeña, luego de haber suscrito la Capitulación de Toledo (26 de julio de 1529). Realizó el viaje en compañía de su mujer, la valiente Inés Muñoz, y de dos pequeños hijos, los cuales perecieron durante la travesía. Hay un Francisco Martín en la lista de los beneficiados con el tesoro de Cajamarca, pero no coincide con el medio hermano de Pizarro.

Éste se quedó rezagado cuando el cuerpo principal de la hueste marchó hacia los Andes, por lo cual no intervino en la captura de Atahualpa.

Comisionado por el gobernador, viajó de regreso a Panamá (1534) con Pedro de Alvarado. Retornó en compañía del hijo mestizo de Diego de Almagro, quien desde entonces se asoció a las empresas y rivalidades de su padre. Nombrado regidor perpetuo del cabildo de Lima en 1537, Francisco Martín estableció un “tambo” en el puerto del Callao. En el valle de Jauja se le asignaron los indios de Hananguanca, bajo el mando del cacique Alaya; y en la costa central recibió las encomiendas de Manchay y Collique. [...]