Fue conocido por dar voz de manera regular a los actores Burt Lancaster y Gary Cooper.

También fue actor televisivo y cinematográfico, destacando en la gran pantalla su actuación en To Catch a Thief, de Alfred Hitchcock.

Entre los más pequeños se hizo conocido su doblaje de Nounours en Bonne nuit les petits (reemplazando a Georges Aubert).

Posteriormente se casó con la actriz Nadine Basile, 22 años menor que él.

En la gran pantalla, Martinelli dobló a los siguientes actores: Burt Lancaster, Gary Cooper, William Holden, Robert Ryan, Gary Merrill, John Wayne, Oscar Levant, George Raft, Brian Keith, Joel McCrea, Lyle Bettger, Guy Rolfe, Humphrey Bogart, Lee J. Cobb, Scott Brady, Peter Cushing, John Randolph, Pedro de Córdoba, Maurice Moscovitch, Basil Rathbone, Walter Pidgeon, Laird Cregar, Glenn Langan, John Sutton, Stewart Granger, Mark Hellinger, Joseph Cotten, Raymond Burr, Richard Gaines, Barney Phillips, Marlon Brando, Paul Stewart, Cedric Hardwicke, Gene Barry, John Gielgud, Victor Mature, Carleton Young, Edward G. Robinson, Fredric March, Lee Marvin, Zachary Scott, Dana Andrews, Henry Daniell, Curd Jürgens, Errol Flynn, John Carradine, Sean Connery, Wendell Corey, Edmund Purdom, Richard Boone, Norman Wooland, Ennio Balbo, Henry Fonda, José Marco Davó, Aldo Giuffré, Furio Meniconi, Gastone Moschin, Dakar, José Calvo, Mirko Ellis, Geoffrey Keen, Fernando Sancho, Carlo D'Angelo, Ralph Bellamy, Anthony Dawson, Denver Pyle, Peter Bull, Austin Willis, Maurice Evans, Vittorio De Sica, John Russell, Orson Welles, Harold Gary, David McLean, Julius Harris, William Carsterns, John Huston, John McQuade, Slim Pickens, Byron Morrow, John McIntire, Ben Johnson, Adolfo Celi y John Houseman.