Cliff Martinez sa narodil 5.2.1954 v Bronxe (New York, USA), vyrastal v Columbuse v Ohiu. Záľubu našiel v rockových skupinách a najmä v hre na bicie.
Jeho prvým albumom, kde pôsobil ako bubeník bolo LP Lydie Lunch s názvom 13:13, ktoré vyšlo v roku 1982. Nasledujúci rok sa Cliff objavuje na v poradí 12 LP skupiny Captain Beefheart s názvom Ice Cream for Crow. V roku 1984 vstúpil do kapely Red Hot Chili Peppers ako náhradný bubeník za Jacka Ironsa, ktorý kapelu opustil pre projekt What Is This?. Ešte v tom istom roku vydala skupina svoj prvý album s názvom The Red Hot Chili Peppers, tento album nebol moc dobrý, nevystihoval skupinu a jej štýl a pre vzájomné nezhody medzi gitaristom Jackom Shermanom a ostatnými členmi prerástli až do toho, že vyhodili z kapely. A tak sa v roku 1985 vracia do kapely zakladajúci člen skupiny a gitarista Hillel Slovak. Spolu skupina navštevuje funkového producenta Georga Clintona, od ktorého očakáva, že ich povedie a navedie na správne funkové chodníčky. Spolupráca sa vydarila a tak, už v tom istom roku vydáva skupina v novom zložení svoj druhý album – Freaky Styley, ktorí ich už dostane do povedomia ľudí. Pre Cliffa je to však jeho posledný album, rozhodne sa odísť zo skupiny, kde ho neskôr na jeho poste nahradí posledný zakladajúci člen skupiny Jack Irons. Cliff sa opäť vrátil k spolupráci s Lydiou Lynchovou a zabubnoval si na jej EP s názvom Stinkfist, ktorá vyšla v roku 1986. O dva roky neskôr prichádza do punk-rockovej skupiny The Dickies a zotrval s nimi na štyroch ich albumoch – Killer Clowns From Outer Space (1988), The Second Coming (1989), Locked N´ Loaded Live in London (1991) a Idjit Savant (1994). Idjit Savant bolo jeho posledným hudobným albumom, pretože od roku 1989 sa venuje už len soundtrackovej hudbe. Jeho prvým soundtrackom bol film režírovaný Stevenom Sodenbergom s názvom Sex, Lies, and Videotape (1989). So Sodenbergom sa podieľal ešte na dvoch soundtrackoch pre filmy: Traffic (2000) a Solaris (2002).
Jeho ďalšími soundtrackmi, ktoré zložil sú filmy: Pump Up the Volume (1990), Kafka (1991), Black Magic (1992), King of the Hill (1993), Underneath (1995), Gray´s Anathomy (1996), Schizopolis (1996), Wicked (1998), The Limey (1999), Narc (2002), Wonderland (2003), Wicker Park (2004), Havoc (2005) a First Snow (2006). V súčasnosti sa podieľa na filme s názvom Espion(s).