Nachdem er bereits seine Kindheit im Rennsport verbrachte, kam Jorge Martín 2012 in den Red Bull Rookies Cup. Unglücklicherweise wurde seine Saison von zahlreichen Verletzungen aufgehalten. Im folgenden Jahr versuchte er es erneut und zeigte seine Stärke: Er wurde hinter dem Champion 2013, Karel Hanika, Vizemeister. 2014 dominierte er die Meisterschaft und wurde selbst Meister. 2015 ging Martín den nächsten Schritt und fuhr seine erste komplette Saison in der Moto3™Weltmeisterschaft, wo er an der Seite von Francesco Bagnaia und Juanfran Guevara im Mahindra Mapfre Aspar Team an den Start ging. Ein starker siebter Platz in Aragon half dem Spanier dabei das Jahr auf Gesamtrang 17 abzuschließen. Er und das Aspar Team arbeiten auch 2016 weiter zusammen. 2017 wechselt der Spanier zum Del Conca Gresini Racing Moto3 Team und ersetzt somit Enea Bastianini, der zum EG0,0 Marc VDS Team wechselt. Sein herausragendes Jahr würde 2018 kommen, als Martin Marco Bezzecchi in der Moto3™ im Kampf um den Titel besiegte. Trotz einer weiteren Verletzung in der Wintersaison fuhr er schließlich sieben Siege ein.
Red Bull KTM Ajo in der Moto2™ wurde 2019 das Zuhause des Spaniers. Er belohnte sein neues Team gegen Ende der Saison mit Podiumsplatzierungen in Japan und Österreich. 2020 rechnete jeder mit ihm als großen Titalkandidaten. Die Erwartungen waren hoch, nachdem er beim SpanienGP ein Podium holte und einen Siegfolgen lies. Ein positiver Covid-19-Test bedeutete jedoch, dass er das Misano-Doppelrennen verpasste und die nachfolgenden Ausfälle alle Pläne der Meisterschaft zunichte machten. In den letzten fünf Grand Prix errang er drei weitere Podestplätze, darunter den Sieg in Valencia, der ihm half, den fünften Platz in der Gesamtwertung zu sichern.
2021 wagte er den Sprung zu Pramac Racing in die MotoGP™ und man kann mit Sicherheit sagen, dass Martin sofort durchstartete. Eine erste Pole Position und ein Podium wurden bereits zu Beginn der Saison in Doha verbucht, bevor er sich bei einem schweren Sturz in Portimao acht Knochen brach. Nachdem er vier Rennen verpasst hatte, kehrte Martin zurück und holte nach der Sommerpause in Österreich seinen ersten Sieg. Mit zwei weiteren Podiumsplätzen sicherte sich Martin die 'Rookie of the Year'-Krone, wodurch ihm für 2022 Großes zugetraut wurde. Er war der Pole-Position-Meister des Jahres 2022, brach Rundenrekorde und holte während der Saison insgesamt fünf Samstags-Triumphe. Er konnte jedoch keinen dieser Erfolge in einen Sieg ummünzen und war nicht in der Lage, an seine hervorragende Rookie-Saison anzuknüpfen. Der Spanier ging wie ein verwundetes Tier in das Jahr 2023, nachdem er für den Ducati-Werksplatz übergangen wurde - und er biss sofort zurück. Mit vier Siegen im Sonntagsrennen und neun Siegen im Sprintrennen war Martin ein herausragender Fahrer, aber sein Traum, Weltmeister zu werden, erwies sich in Valencia als unerreichbar. Nichtsdestotrotz ging Martin als klarer Favorit in das Jahr 2024, um erneut um den Titel zu kämpfen. Der Spanier gewann drei Grand Prix und sieben Tissot Sprints und wurde beim Saisonfinale in Barcelona zum MotoGp-Weltmeister gekrönt. Ducati holte sich Marc Marquez als Bagnaias Boxenkollege in das Werksteam, also wird der Weltmeister 2025 seine WM-Titelverteidigung mit Aprilia starten.