Hijo del trompetista Gaetano Martucci y de Orsola Martucciello, fue un niño prodigio: con solo ocho años interpretaba conciertos como solista al piano.
En el año 1880 fue nombrado docente en el Conservatorio de Nápoles y desde 1886 fue director del Conservatorio de Bolonia, donde tuvo como alumno predilecto al pianista Guido Alberto Fano, para luego recibir el mismo cargo nuevamente en Nápoles en 1902; entre sus alumnos se recuerda en particular a Ottorino Respighi.
Algunos de sus objetos y documentos están ahora conservados en el Museo Provincial Campano, en su ciudad natal.
En mérito a tal dualidad (sinfonismo nórdico y cantabilidad latina), aparece paradigmático el famoso Nocturno en sol bemol op.
70 (originariamente para piano, luego orquestado), en el que es posible apreciar una cantabilidad crepuscular y sensual (bien controlada), la cual - gracias también al magnífico timbre de las cuerdas - parece anunciar algunas célebres melodías de Mascagni, Puccini y Cilea, al mismo tiempo que ciertas atmósferas mahlerianas.