Nasceu em Havana, na Capitania-Geral de Cuba, filho de Mariano Martí e Leonor Pérez Cabrera, imigrantes espanhóis de recursos modestos. Cresceu em meio à escravidão nas plantações e ao endurecimento do controle colonial espanhol, o que moldou sua consciência política desde cedo.

Estudou com o educador Rafael María de Mendive, que cultivou sua escrita e suas convicções anticoloniais em Havana. O salão de Mendive o expôs a ideias liberais e a poetas, reforçando a noção de que cultura e política eram inseparáveis.

Com a eclosão da Guerra dos Dez Anos em 1868, escreveu e publicou textos patrióticos contundentes, incluindo o poema-drama "Abdala" em Havana. As autoridades espanholas trataram a dissidência juvenil como sedição, colocando-o sob vigilância e pressão constantes.

Preso em Havana após uma carta ser usada para acusá-lo de deslealdade à Espanha, foi julgado e condenado a trabalho pesado. As correntes marcaram suas pernas, e a experiência reforçou sua convicção de que o domínio colonial se sustentava no terror e na censura.

Deportado para Madri, publicou "El presidio político en Cuba", relatando abusos nas colônias penais cubanas e nomeando a crueldade colonial. O panfleto circulou entre reformistas, consolidando-o como uma jovem voz destemida contra a repressão espanhola.

Prosseguiu estudos em direito e em filosofia e letras na Espanha, usando a vida acadêmica para aprimorar sua retórica e seus argumentos políticos. Conectou-se a círculos liberais que debatiam império, constitucionalismo e os limites das reformas para Cuba.

Ao se estabelecer na Cidade do México, escreveu para grandes jornais e conviveu com intelectuais no período pós-Reforma. Seus ensaios e resenhas uniam estética e dever cívico, enquanto apoiava a independência cubana no exterior por meio de redes de impressão.

Na Cidade da Guatemala, lecionou e deu conferências, dialogando com elites locais e estudantes enquanto refletia sobre uma identidade regional para além de Cuba. A experiência fortaleceu sua visão de uma América Latina unida e digna, resistente tanto a velhos impérios quanto a novas potências.

Após o Pacto de Zanjón de 1878, voltou a Havana e testou o espaço para a ação política legal. Casou-se com Carmen Zayas Bazán e retomou a organização, mas logo concluiu que as promessas espanholas não ofereciam direitos plenos nem independência.

Quando novas conspirações vieram à tona em 1879, autoridades espanholas o prenderam em Havana e o expulsaram por agitação política. A repressão o convenceu de que mudanças duradouras exigiam organização disciplinada e coordenação internacional, e não levantes intermitentes.

Firmou-se em Nova York, traduzindo, dando palestras e escrevendo, ao mesmo tempo em que construía vínculos entre exilados cubanos e porto-riquenhos. A partir da imprensa e de clubes de imigrantes, aprendeu a mobilizar comunidades da diáspora e arrecadar fundos para a independência.

Lançou "Ismaelillo", poemas ternos dirigidos ao filho que remodelaram a lírica em língua espanhola com sensibilidade moderna. O livro uniu emoção pessoal e anseio cívico, mostrando como vida privada e luta nacional podiam coexistir na arte.

Exerceu funções de cônsul e representante de governos como os do Uruguai e da Argentina, enquanto reportava sobre política e cultura dos Estados Unidos. Seus despachos explicavam a modernização norte-americana e suas desigualdades, alertando leitores latino-americanos contra dependências ingênuas.

Em "Nossa América", escrito em Nova York e difundido por toda a região, defendeu que a América Latina deveria governar-se com conhecimento local e dignidade. Advertiu contra a divisão racial e o expansionismo dos Estados Unidos, conclamando à solidariedade e à educação.

Ajudou a fundar o Partido Revolucionário Cubano em Nova York para coordenar estratégia, arrecadação e disciplina entre clubes de exilados. Trabalhando com líderes como Máximo Gómez, buscou evitar o faccionalismo e garantir uma república "com todos e para o bem de todos".

Após anos de planejamento, viajou com líderes revolucionários e entrou em Cuba para se somar à guerra renovada contra a Espanha. Coordenou-se com comandantes como Máximo Gómez, levando cartas, proclamações e uma visão de república democrática no pós-guerra.

Morreu em combate em Dos Ríos, no leste de Cuba, ao avançar a cavalo para um confronto com forças espanholas, contra a cautela de oficiais experientes. Sua morte o transformou em símbolo moral da revolução, elevando seus escritos a uma espécie de escritura cívica para Cuba.