Net de Francesc Yago i fill i deixeble de Francesc Martínez i Yago. Es formà a l’Acadèmia de Sant Carles. Com a creador es dedicà a l’anecdotisme històric, en obres molt difoses, com La tornada del torneig (Museu de Belles Arts de València) i Guzmán el Bueno (1884; Museo de Arte Contemporáneo, Madrid). Fou també un retratista molt cotitzat en els ambients aristocràtics de Madrid: el seu Retrat del pare obtingué medalla d’or en una exposició internacional de Munic. Guanyà primeres medalles a les Exposiciones Nacionales de Madrid amb els olis Educació del príncep don Joan (1878) i Doña Inés de Castro (1887). Fou també un dels restauradors i experts en pintura antiga més reputats de la seva època: el 1889 guanyà el lloc de primer restaurador del Museo del Prado, per al qual transportà a la tela els frescs de la Quinta del Sordo, de Goya. Fou acadèmic de San Fernando (1891) i professor a l’Escuela de Artes y Oficios de Madrid (1895). El seu fill Enrique Martínez-Cubells y Ruiz (Madrid 1876 — Màlaga 1947), també pintor, s’alliberà de la influència del pare arran d’un viatge per Europa, el 1898. Residí un quant temps a Munic. Conreà un naturalisme simbòlic (Trabajo, descanso, familia, primera medalla a Madrid el 1904; Museu de Belles Arts de València), i més tard se centrà en temes de mar, dins un virtuosisme en la línia de Sorolla (Vuelta de la pesca, primera medalla a Madrid, el 1912). Rebé honors i encàrrecs oficials diversos.