Zdeněk Martínek se narodil 29. listopadu 1923 v Plzni do rodiny obchodníka s látkami. Měl pokračovat v rodinném řemesle, ale sen stát se filmovou hvězdou byl silnější. Proto v letech 1941 – 1946 vystudoval herectví na pražské Státní konzervatoři.
Dále pokračoval s hereckou dráhou v Činoherním klubu (1968 – 1972) a po několikaletém hostování (1973 – 1976) se stal až do odchodu na penzi členem Divadla Jaroslava Průchy na Kladně a v Mladé Boleslavy (1976 – 1985). Martínek jako herec využíval hlavně svojí zvláštní ostře řezanou podlouhlou tvář a svérázný hlasový projev.
Objevil se ve hrách „Princezna Pampeliška" (Honza), „Tři sestry" (A. P. Fedotík), „Filosofská historie" (Špína), „Veselé windsorské paničky" (Flaštička), „Lesní panna" (Slovíčko), „Matka Kuráž a její děti" (Švejcar), „R. U. R." (Damon), „Don Juan" (Don Juan), „Othello" (Roderigo), „Tři mušketýři" (Rochefort), „Zlý jelen" (Vítek), „Slaměný klobouk" (Fardinand), „Švejk" (Flanderka a Dub).
Zahrál si i Vědátora („Adam stvořitel"), Malvolia („Večer tříkrálový"), Bílka („Siréna"), Tuláka („Ze života hmyzu"), Majora Huga („Rozmarné léto") ad. Ač se Martínkova angažmá střídala s Prahou a oblastními scénami, ve filmu (i když s přestávkami) hrál celkem pravidelně.