Obtuvo su título de economista en la Pontificia Universidad Católica del Ecuador y su masterado en Economía del Desarrollo en el Institute of Social Studies (ISS) de Países Bajos.
Fue uno de los alfiles del correato, sobre todo en el frente económico. Su dilatada trayectoria en el gobierno de la Revolución Ciudadana empezó como asesor y subsecretario general de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Secretaría Nacional de Educación Superior (Senecyt).
En Senplades se desempeñó como subsecretario general de Planificación para el Buen Vivir; secretario del Consejo Nacional de Planificación; subsecretario general de Planificación y Desarrollo; subsecretario de Inversión Pública y subsecretario de Planificación, Políticas e Inversiones Públicas. Luego fue designado miembro de la Junta de Regulación Financiera, delegado del presidente al Comité de Deuda y Financiamiento y a partir de enero de 2013 presidió el desaparecido directorio del Banco Central del Ecuador (BCE) hasta la entrada en vigencia del Código Orgánico de Regulación y Control Monetario y Financiero, que determinó la desaparición de este cuerpo colegiado.
Desde el 12 de agosto de 2015 fue designado por la Junta Monetaria como gerente del BCE hasta el 15 de diciembre de 2016. Pocos días después (19 de diciembre de 2016) el ex presidente Rafael Correa nombró a Diego Martínez como ministro coordinador de política económica, cargo en el que permaneció hasta mayo de 2017 en que este ente se fusionó con el Ministerio de Finanzas.
Diego Martínez también integró los directorios de Petroecuador, Petroamazonas, Corporación Eléctrica del Ecuador, BIESS, Consejo Nacional de Electricidad, Refinería del Pacífico, Empresa Pública Cementera, entre otros. Además, fue responsable por parte del Ejecutivo de la elaboración del Código de Planificación y Finanzas Públicas, así como de la Ley Orgánica de Regulación y Control del Poder de Mercado.
La experiencia de Martínez en el sector público se centró en política económica, planificación y gestión pública, presupuesto del estado, inversión, desarrollo y producción.
