Pelayo Martínez Paricio va néixer a Figueres el 15 d´octubre de 1898. El seu pare era metge i molt aficionat a les arts.
Començà els estudis bàsics a les escoles de Sant Vicenç de Paül. Els estudis de batxillerat els cursà a l'Institut de Figueres. L'any 1914 ingressà a l'Escola Superior d'Arquitectura de Barcelona i quan el 1920 va obtenir el títol, va esdevenir l'arquitecte més jove d'Espanya.
L'agost de 1921 anà al Marroc a complir el servei militar, allà entrà en contacte amb l'arquitectura àrab que més endavant influenciaria la seva obra primerenca. En tornar del servei militar va exercir la professió a Figueres, la seva ciutat natal i també a Barcelona, on participà, durant la dècada dels 20, en els diferents concursos dels Palaus projectats per a la gran Exposició Internacional del 1929. Guanyà el concurs del Palau de les Arts Gràfiques i va dirigir les obres del Palau d´Agricultura.
L'any 1925 fou nomenat Professor Auxiliar de Projectes de l'ETSAB i el 1942 en va obtenir la Càtedra del Tercer Curs.
El 1925 també fou designat arquitecte interí de l'Ajuntament de Figueres càrrec que ocupà durant tres anys i que li permeté començar una bona relació amb nombrosos personatges del món de l'art i de la cultura. Des d'aleshores es distingí per la seva tasca de defensa i protecció del patrimoni arquitectònic i artístic de l'Alt Empordà.
L'any 1928 fundà a La Bisbal d´Empordà una indústria ceràmica destinada a l'ornamentació arquitectònica i creada per satisfer, entre d'altres, les necessitats de revestiment dels dos Palaus de l'Exposició.
L'any 1934 es casà amb Caterina Espigulé Cortada i el 1935 neix la seva única filla, Caterina. El mateix any, la Generalitat de Catalunya el nomena Arquitecte del Patronat de la Costa Brava càrrec que exercí solament durant dos mesos ja que al guanyar les eleccions el front popular es dissolgué el Patronat.
L'any 1937 va obtenir la plaça de professor de Tecnologia de Construcció a l'Escola d'Arts i Oficis de Figueres tasca que exerceix fins a final dels anys cinquanta.
L'any 1940, acabada la guerra, va ésser designat Arquitecte de Regiones Devastadas, projectà les obres de reconstrucció del Nou Llers.
El febrer de 1945 fou nomenat acadèmic de la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando fruit de la seva preocupació per la preservació del patrimoni: Santa Maria de Vilabertran, parròquia de La Bisbal, Sant Pere de Rodes, la Salut de Terrades.
L'any 1957 assistí a l´Haia al Congrés de la Unió Internacional d´Arquitectura (UIA) representant a l´ETSAB. Aquell mateix any rebé l'encàrrec, juntament amb dos professors més, de projectar la nova seu de l'Escola d'Arquitectura de Barcelona.
Durant la dècada dels 60 i els 70 les seves realitzacions van lligades a l'esclat del turisme. Un exemple el tenim en el Club Mediterraneé i l'Hostal Bon Retorn que volen ésser una reinterpretació de l'arquitectura popular mediterrània.

Pelayo Martínez morí el 13 de juny de 1978 a Figueres tot deixant-nos un bon llegat d'obres principalment a l'Alt i el Baix Empordà i a la Costa Brava: Cadaqués, el Port de la Selva, Roses, Calonge, S'Agaró...

A la ciutat de Figueres són remarcables l'Escalinata del Parc de Bosc, la Casa Comet, la Casa Dalfó, la Casa Galter, la Casa Cordomí-Canet, la Casa Soler, l'edifici d'habitatges Argemí Abadal i el Monument a Pep Ventura, entre d'altres.
També realitzà nombroses obres d´arquitectura pública com a arquitecte municipal de La Bisbal d'Empordà i de Cadaqués.

Pelayo Martínez fou un arquitecte de la segona generació noucentista que creà escola i, des de la seva professió, va intentar salvaguardar els valors arquitectònics llegats del passat.