Né à Barcelone en 1962, il a suivi les cours du Conservatoire Supérieur de cette (même) ville, où il s’est formé comme chef d’orchestre sous la tutelle d’Antoni Ros Marbà. En 1985, il débute sa carrière comme chef d’orchestre avec la création de l’ensemble Barcelona 216, spécialisé dans l’interprétation du répertoire contemporain de musique de chambre. Au cours de la même année, il rejoint le Jeune Orchestre National d’Espagne (JONDE) en tant qu’assistant de direction et remplit cette fonction jusqu’en 1987. En 1988, on lui offre le poste d’assistant de direction de Jesús López Cobos dans l’Orchestre National d’Espagne (ONE) et une année plus tard, invité par Pierre Boulez et grâce à une bourse du gouvernement français, il s’installe à Paris pour travailler comme assistant de direction avec l’Ensemble InterContemporain.

En tant que chef invité ou avec son propre ensemble, il a dirigé dans les principales salles de concert de nombreuses villes: le Théâtre du Châtelet à Paris, le Royal Concertgebouw d’Amsterdam, le Teatro Colón de Buenos Aires, le Queen Elisabeth Hall de Londres, la Konzerthaus Berlin, la Konzerthaus et le Musikverein de Vienne, la Filharmonia de Varsovie, l'Auditorium Parco della Musica à Rome, l'Opéra de Shanghai, le Poly Theatre à Pékin ou le Festival Hall d’Ōsaka, entre autres. 

 Il a aussi dirigé les formations espagnoles les plus reputées. À niveau international, il a travaillé, entre autres, avec l’Orchestre symphonique de Kyōto, l’Orchestre philharmonique d'Helsinki, l'Orchestre symphonique de la radio finlandaise, l’Orchestra philharmonique de Tampere, la Philharmonique de Varsovie , l’Orchestre symphonique national de Lettonie, l’Orchestre symphonique national de Lituanie,  l'Orchestre philharmonique de Radio France, l’Orchestre national de Lorraine, l’Orchestre national de Lille, l’Ensemble Contemporain de Montréal, l’Orchestra del Teatro Comunale di Bologna, la Beethoven Academie d’Anvers, la Tonkünstler-Orchester Niederösterreich et le Klangforum de Vienne, l’Ensemble Modern  de Frankfurt ou l’Orchestre de chambre Avanti! d’Helsinki.

En 2008, il a remporté un énorme succès, de la critique comme du public, quand il a dirigé l’opéra Adriana Mater, de Kaija Saariaho, mise en scène de Peter Sellars, à l'Opéra national de Finlande ainsi qu’au Festival d’Opéra de Santa Fe, aux États-Unis.

Il a enregistré sous divers labels musicaux, tels que Telarc, Harmonia Mundi, Col Legno, Hyades Arts, Ircam, Discmedi et Stradivarius. Actuellement il enregistre l’œuvre intégrale pour violon et orchestre de Pablo Sarasate avec la violoniste Tianwa Yang et l’Orchestre symphonique de Navarre avec la maison discographique Naxos.
 
Il a reçu divers prix, parmi lesquels, le Ojo Crítico de 1995, que la station émettrice radiophonique RNE décerne à la musique classique, le Prix Roland de Journalisme de Musique Classique de Catalogne de l’année 2000 et le Latin Grammy de 2006 avec Michel Camilo, pour le disque dédié à George Gershwin. Depuis 2006, il est membre de la Reial Acadèmia Catalana de Belles Arts de Sant Jordi.

Ernest Martínez Izquierdo a été chef titulaire de l’Orchestre symphonique de Barcelone et national de Catalogne (de 2002 jusqu’en 2006), avec lequel il continue à collaborer en tant que principal chef invité jusqu'à l'année 2009. Depuis 1997, il est chef titulaire et artistique de l’Orchestre symphonique de Navarre.