José Carlos Martínez se je rodil v Cartageni (Španija), kjer se je plesno izobraževal pri Pilar Molina, šolanje pa je zaključil v mednarodnem plesnem centru Rosella Hightower (École supérieure de danse de Cannes Rosella Hightower, 1984–1987). V zadnjem študijskem letu je prejel nagrado Prix de Lausanne (nagrada mesta Lozana), ki mu je odprla vrata Narodne opere v Parizu (Opéra national de Paris). Leta 1988 ga je Rudolf Nurejev izbral za člana baletnega zbora, zatem pa je postopno napredoval, leta 1990 je postal solist, leta 1992 prvi solist, leta 1997 pa prvak pariške Narodne opere, kar je najvišji možni naziv v francoski baletni hierarhiji. Od odrov se je poslovil leta 2011. Slovel je po prinčevskih vlogah v velikih klasičnih baletih, kot so Trnuljčica, Labodje jezero, Hrestač, Giselle, Don Kihot, Bajadera, Silfida in drugi. Plesal je tudi v neoklasičnih in modernih delih koreografov, kot so George Balanchine, Serge Lifar, Martha Graham, Frederick Ashton, Kenneth MacMillan, Antony Tudor in Jurij Grigorovič. Sodeloval je z večino najpomembnejših koreografov 20. stoletja, med njimi so Maurice Béjart, Roland Petit, William Forsythe, Pina Bausch, Mats Ek, Jiří Kylián in John Neumeier. Kot častni gost je nastopil z baletom moskovskega Gledališča Boljšoj, Marijinega gledališča v Sankt Peterburgu, milanske Scale, Državnim baletom v Berlinu, Kitajskim narodnim baletom, baletom rimske Opere, Angleškim narodnim baletom, Kubanskim narodnim baletom, Nizozemskim narodnim baletom, baletom Novega narodnega gledališča v Tokiu, baletom iz Bordeauxa, firenškim baletnim ansamblom in baletom Opere v Nici. Nastopil je na številnih mednarodnih gala baletnih večerih svetovnih zvezd, med drugim v Moskvi, New Yorku, Londonu, Sankt Peterburgu, Rimu, Tokiu, Montrealu, na Dunaju, v Los Angelesu, Dallasu, Lizboni, Cannesu, Seulu, Havani in Madridu. Dolga plesna kariera v ansamblu pariške Opere mu je prinesla številne nagrade in priznanja, med njimi izstopajo zlata medalja na mednarodnem baletnem tekmovanju v Varni (Bolgarija, do danes je edini Španec s tem dosežkom), Prix de l'AROP (nagrada občinstva, 1991), Prix Carpeaux (najobetavnejši mladi plesalec leta, 1992), zlata medalja mesta Cartagena, nagrada italijanskih kritikov, ki jo podeljuje revija Danza & Danza (za najboljši plesni par leta z Agnés Letestu), Premio Positano (1998), Premio Nacional de Danza (nagrada Španije, 1999) in nagrada Elegance et Talent. Leta 1999 ga je japonska plesna revija Shishokan Dance Magazine razglasila za najboljšega plesalca na svetu. Francija mu je podelila odlikovanje poveljnik reda umetnosti in leposlovja (Commandeur de l'Ordre des Arts et des Lettres), nedavno pa je v svojem rojstnem kraju prejel nagrado Premio de Honor de la Cultura 2021. Kot koreograf je debitiral s kratkimi deli, kot so Mi Favorita (2002), Delibes Suite (2003), Scaramouche, Paréntesis (2005), Soli-Ter, Mi Favoritita (2006) in El olor de la ausencia (2007). Za balet iz Šanghaja je koreografiral Ouverture en Deux Mouvements (2009) in Marco Polo – The Last Mission (2010). Za balet Les Enfants du Paradis, ustvarjen za Narodno opero v Parizu, je bil nagrajen s Prix Benois de la Danse (2009, nagrada ima v plesnem svetu veljavo »baletnega oskarja«). Nagradila ga je tudi revija Danza & Danza (nagrada za najboljšo klasično produkcijo leta 2020, ki jo je prejela koreografija baleta Gusar za baletni ansambel rimske Opere). Med letoma 2011 in 2019 je bil umetniški vodja španskega narodnega baletnega ansambla Compañía Nacional de Danza, za katerega je ustvaril dela, kot so Sonatas (2012) in različice velikih del klasičnega repertoarja Don Kihot (2015), Hrestač (2018), Suite de Raymonda y Giselle. Paso a dos. Za Boston Ballet je postavil Resonance (2014). Njegovo različico baleta Gusar sta premierno uprizorila baletna ansambla rimske Opere (2020) in ljubljanskega SNG ter ansambel Narodne opere v Estoniji, različico baleta Giselle pa baletni ansambel Hrvaškega narodnega gledališča v Zagrebu (2022). Dve leti zapored je s svojimi koreografijami sodeloval tudi na tradicionalnem Novoletnem koncertu Dunajskih filharmonikov (2020, 2021).
Narodna opera v Parizu je 28. oktobra 2022 naznanila imenovanje na mesto direktorja Baleta. Je prvi Španec, ki vodi najstarejši in najprestižnejši baletni ansambel na svetu.