Nacido en 1958 en Madrid, Marco Martínez es Licenciado en Filosofía y en Derecho, e ingresó en 1983 en la Carrera Diplomática. Ha estado destinado en las representaciones diplomáticas españolas en Pakistán y Nicaragua.
Fue cónsul general de España en Melbourne, subdirector general de la Oficina de Planificación y Evaluación, jefe de la Oficina Comercial de la Embajada de España en Turquía, segundo jefe en la Embajada de España en Sudáfrica y consejero y coordinador en la Representación Permanente de España ante la Unión Europea.
En 2002 fue nombrado director adjunto del Gabinete de la Ministra de Asuntos Exteriores y, posteriormente, embajador de España en la República Democrática del Congo y en la República del Congo. Fue segundo jefe de la Embajada de España en Estados Unidos y, en septiembre de 2010, fue designado embajador Representante Permanente Adjunto de España ante la Unión Europea. Desde julio de 2015 era director general de Política e Industrias Culturales y del Libro.