Pat Martino a des origines italiennes. Il fit ses premiers accords à l'âge de12 ans et devint professionnel en1961, à l'âge de17 ans. C'est par son père, Carmen « Mickey » Azzara, chanteur dans des clubs locaux de Philadelphie ayant pris quelques leçons de guitare avecEddie Lang, qu'il découvre le jazz et apprend la musique entre de bonnes mains :Dennis Sandole(en) pour l'harmonie, leçons avecJohnny Smith (son fameuxlegato) et quelques rencontres avecWes Montgomery.
Le style de Pat Martino est inimitable : créateur et incisif, un phraséstaccato très rapide et harmoniquement très riche, en font un des principaux guitaristes debebop à l'instar deJoe Pass, Wes Montgomery ouJim Hall.
En 1980, des problèmes de santé viennent bouleverser sa vie et sa carrière : un caillot de sang est décelé au niveau de son cerveau et menace de provoquer unerupture d'anévrisme. L'opération décidée (Pat Martino ne peut en effet plus jouer normalement) puis subie a pour conséquence la plus lourde uneperte totale de mémoire à son réveil. Il réapprend à jouer de la guitare en écoutant ses propres disques, et revient sur scène en trio jusqu'à être élu « Guitariste de l'année 2004 » par le magazine américainDown Beat[4].
Il meurt le 1er novembre 2021 à l'âge de 77 ans[5].
Après un accord avec la marque de guitareGibson dans les années 1990, Pat Martino utilise son propre modèle signature fabriqué par le luthier américainBob Benedetto(en).