Denis Martinez naît le 30 novembre 1941 à Marsat El Hadjadj (Oran). Il dessine depuis l’enfance les paysages et les scènes de la campagne oranaise. De 1957 à 1962 il vit à Blida où son père, peintre en bâtiment, est devenu facteur. Il suit l’enseignement de l’École des beaux-arts d’Alger puis de Paris. À partir de 1963 il est professeur aux Beaux-Arts d’Alger, où son enseignement exerce une influence durable sur plusieurs générations d’artistes, et participe à l’exposition des « Peintres algériens » organisée en 1963 à Alger pour les « Fêtes du 1^er novembre » et préfacée par Jean Sénac², en 1964 à celle qui est présentée à Paris au Musée des arts décoratifs, puis à la plupart des expositions collectives de peinture algérienne en Algérie et à l’étranger. Il présente en 1964 sa première exposition personnelle à Alger, préfacée Jean Sénac.

Denis Martinez est l’un des fondateurs, avec Choukri Mesli, du groupe Aouchem (Tatouage) qui expose en 1967, 1968 et 1971. Rassemblant une dizaine d’artistes, peintres et poètes, il s’oppose aux imageries jugées démagogiques que présente la galerie officielle de l’Union nationale des arts plastiques, fondée en 1963 mais dont la plupart des peintres actifs ont été exclus. « Aouchem est né il y a des millénaires, sur les parois d’une grotte du Tassili. Il a poursuivi son existence jusqu’à nos jours, tantôt secrètement, tantôt ouvertement, en fonction des fluctuations de l’Histoire. (…) Nous entendons montrer que, toujours magique, le signe est plus fort que les bombes », déclare leur « Manifeste ». En dépit des violences, certaines traditions plastiques ont réussi à se maintenir dans les gestes qui modèlent et peignent l’argile, tissent la laine, décorent les murs, gravent le bois ou le métal : c’est sur ces survivances qu’« Aouchem » veut s’appuyer.

Denis Martinez reçoit en 1975 le Grand Prix de peinture de la Ville d’Alger. En 1973 et 1976 il participe à la réalisation de deux peintures murales collectives pour le village de Maamora (Saïda) et pour les travailleurs du Port d’Alger. Une rétrospective de sa peinture est présentée au Musée d’Alger en 1985. Il crée en 1986 une fontaine-monument en céramique à Blida et organise de 1986 à 1992 avec ses étudiants des interventions ou actions, à Blida, à la base pétrolière d’In Amenas et en Kabylie.

En 1994, après l’assassinat de Tahar Djaout et de nombreux intellectuels algériens, Denis Martinez quitte l’Algérie et enseigne de 1995 à 2006 à l’École supérieure d’art d’Aix-en-Provence. Il participe en 1998 à Peintres du Signe (Fête de l’Humanité, La Courneuve; exposition itinérante). En 2000 et 2001 il crée les éléments et la mise en scène d’une procession de 7 Aghanjas pour la Paix à Forcalquier et Loriol, en 2002 une performance en plusieurs lieux, Fenêtre du vent [7 séquences, Timimoun, École des beaux-arts (Alger), Maison de la Poésie (Saint-Martin d’Hères), Clos Maria (Aix-en-Provence), La Bérangère (Drôme), La Robin, Lombez (Gers), Association culturelle berbère (Paris)]. Participant en 2003 à l’exposition Le vingtième siècle dans l’art algérien, (Château Borély, Marseille; Orangerie du Sénat, Paris), il expose à Pau, Désorientalisme au Musée des Beaux-Arts et Dessins sur le sable et sur les murs (installation) à l’École Supérieure des Arts et de la communication, ainsi qu’à Marseille.

Denis Martinez a publié plusieurs plaquettes de poèmes et illustré de nombreux recueils de poèmes ainsi que des ouvrages autour de Jean Sénac.