Junto con su grupo de amigos pasaban muchas horas practicando el skateboard en los alrededores del barrio. En el caso de Virgilio el practicar el skateboard se convirtió en su pasión, y a pesar de ser durante su niñez gordito, era muy hábil para este deporte. Pero sus dias de skater terminaron cuando se dislocó la clavícula al saltar de una rampa.

Virgilio Martínez nunca fue un buen estudiante en el colegio, sin embargo debido a que su padre, su hermano mayor y su primo eran abogados, decidió seguir la costumbre familiar y a la edad de 16 años ingresó a estudiar leyes. Durante el tiempo que estudió en la Universidad de Stirling, en Escocia, nunca se sintió a gusto, y estuvo a punto de ser expulsado varias veces.

El estudiar algo convencional y lleno de reglas y parámetros no iba con su carácter. Ël quería dedicarse a algo que le permitira desarrollar su imaginación.

En ese tiempo de universidad descubrió que algunos muchachos estudiaban una carrera universitaria para ser cocineros, y leyó el libro "White Heat" del chef ingles Marco Pierre White, llamado el niño terrible de la cocina. Se identificó mucho con el espíritu y carácter de este chef que desafió los convencionalismos.

Decidió viajar por el mundo y tener experiencias diversas. En Canadá consiguió su primer trabajo como cocinero, estudió alta cocina en Le Cordon Bleu School de Cánada y Londres. Trabajó en Francia en el restaurante the Far East, en New York en el Lutece de Manhattan, en el Four Seasons de Singapur, y en el Astrid y Gastón de Lima y Bogota.

En total fuerón 10 años en Europa, Cánada y Asia estudiando y trabajando. Virgilio Martinez piensa que el viajar y conocer diversas culturas, fue fundamental para él como cocinero. Le permitió descubrir nuevas técnicas de cocina e ingredientes , con los que desarrolló su imaginación e inventiva.

Actualmente es dueño y chef de Central Restaurante, ubicado en el Distrito de Miraflores, Lima, Perú. En junio de 2012, inauguró Senzo, su restaurante y proyecto con Orient-Express Hotels Ltd., ubicado en el hotel Palacio Nazarenas en la ciudad de Cuzco, Perú. En julio del mismo año inauguró en Londres su restaurante, LIMA, en el distrito de Fitzrovia. En 2013 fundó Mater Iniciativa, "un proyecto para compartir información asociada a los productos peruanos desde una perspectiva multidisciplinaria." ​ En junio del 2014 inauguró un segundo restaurante en Londres, Lima Floral  y en marzo del 2017 el tercer restaurante Lima se inauguró en Dubái en Citywalk Phase.

En el año 2017, su restaurante Central se ubicó en el número 5 de los Cincuenta Mejores Restaurantes del Mundo por Restaurant Magazine, y en el número 1 de Latinoamérica. En 2017 también fue reconocido "con el premio Chefs' Choice, un galardón que es decidido según el voto de los propios cocineros de todo el mundo".