Nació en Santiago el 21 de diciembre de 1731. Sus padres fueron José Martínez de Aldunate Barahona y Rosa Josefa Garcés de Mancilla y Molina. Murió en Santiago el 8 de abril de 1811. Realizó sus primeros estudios en el Convictorio de San Francisco Javier y los prosiguió en la Real Universidad de San Felipe, donde se doctoró en ambos derechos -civil y canónico-.
En fecha que no ha sido determinada, fue ordenado sacerdote en Santiago, diócesis en la que ocupó diversos cargos tales como Provisor y Vicario General. En 1758, fue nombrado Canónigo de la Catedral. También, se desempeñó como rector de la universidad santiaguina.
El Obispo que no fue
En 1804, el Papa Pío VII lo nombró Obispo de Huamanga, Perú, cargo en el que reemplazó a Francisco de Matienzo y Rivero. Fue consagrado como tal por Francisco José Marán, Obispo de Santiago, y luego se trasladó a su sede episcopal. Cinco años después, el Consejo de Regencia lo propuso al Pontífice para que se desempeñara como Obispo de su ciudad natal. En Huamanga fue reemplazado por José Vicente Silva.
Existe un punto controversial en la historia de la Iglesia de Santiago, referido precisamente a si Martínez fue o no Obispo de ella. Según el Cardenal e historiador Carlos Oviedo Cavada, solo fue Obispo electo, pues no hay constancia de que Martínez haya sido instituido canónicamente por el Papa en tal cargo.
Esto se debe a las prácticas en uso en aquella época, cuando era corriente que el sacerdote propuesto para alguna dignidad eclesiástica iniciara sus actividades como tal, mientras se tramitaban los respectivos nombramientos por medio de las «Cartas de Ruego y Encargo». En este caso concreto, Martínez asumió, según Oviedo, como Vicario Capitular.
Su nominación en la Junta
El año 1810 fue complicado desde el punto de vista político. A la crisis iniciada dos años antes con la prisión de Fernando VII en Francia, se sumó el controvertido gobierno de Francisco Antonio García Carrasco quien, debido a sus actitudes, tuvo que renunciar.
Tras la toma del mando del reino por parte de Mateo Toro Zambrano, la posibilidad de formar una junta de gobierno -deseo expresado fundamentalmente a través del Cabildo de Santiago- empezó a materializarse. En la reunión celebrada en los salones del Tribunal del Consulado en la mañana del 18 de septiembre de 1810, se eligió a Martínez de Aldunate como Vicepresidente de la Primera Junta de Gobierno. Es importante señalar que a esa fecha tenía 79 años, lo que ha llevado a algunos autores a sostener que ya no estaba en pleno uso de sus facultades.