É filho do médico António Caetano de Oliveira Martinho e da actriz Maria Teresa Guerra Bastos Gonçalves (n. 1927), mais conhecida por Tareka, e irmão da escritora e professora Ana Maria Magalhães (n. 1946) e de Manuel Maria Bastos de Oliveira Martinho. É sobrinho da escritora Isabel da Nóbrega, que viveu em união de facto com José Saramago, antes do casamento deste com Pilar del Río.

Foi cavaleiro tauromáquico praticante, frequentou cursos de Medicina Veterinária e Economia sem, contudo, se formar. Mais tarde, licenciou-se em Direito, pela Universidade Moderna de Lisboa.

Depois de uma notada participação em A Visita da Cornélia, em 1977, onde fazia par com a sua mãe, Maria Teresa Ramalho (Tareka), Tozé Martinho estreou-se profissionalmente como ator em Vila Faia, no ano de 1982. Mais tarde dedicou-se ao guionismo. Foi autor de Roseira Brava (1995), Vidas de Sal (1996), A Grande Aposta (1997), Todo o Tempo do Mundo (1999), Olhos de Água (2001), Amanhecer (2002), Dei-te Quase Tudo (2005), A Outra (2008) – produções em que também participou como actor. Entre as novelas acima mencionadas, séries e telefilmes, apareceu em mais de vinte produções televisivas. Nas novelas de que é autor, selecciona um grupo de actores habitual, composto por nomes como João Reis, Estrela Novais, Sinde Filipe, Tareka (sua mãe), Fernanda Serrano e Henriqueta Maia.

Para o cinema participou em filmes estrangeiros como La guérilléra, de Pierre Kast (1982), Le cercle des passions, de Claude d' Anna (1983), Tricheurs, de Barber Shroeder (1984) e Contrainte par corps, de Serge Leroy (1988). Em Portugal foi dirigido por José Fonseca e Costa em Sem Sombra de Pecado (1983).

Foi director de produção na sociedade Atlântida Estúdios (sedeada em Cascais), durante quinze anos, e director de programas durante dois anos, da RTP -USA (em Newark), estação americana dependente da RTP, que produz conteúdos para a comunidade portuguesa. Foi docente da Universidade Moderna de Lisboa, onde coordenou o Curso Livre de Formação de Actores e regeu as disciplinas de Guionismo e Técnica de Televisão e Cinema.

Publicou Coisas do Dinheiro - contos (Cognítio Ed., 1983) e Dá-me Apenas Um Beijo - romance (Bertrand Ed., 2003).
Casado com Ana Rita Mariano de Carvalho Louro, filha de Henrique Fernandes Louro e de sua mulher Rita Trigoso de Carvalho (1930 - 1991), de quem tem um filho e uma filha.

Filhos: António Martinho, Rita Martinho
Pais: Tareka, António Caetano de Oliveira Martinho