دَرَسَ اللّاهُوت في ميلانو (1980-1985)، ورُسِمَ كاهِنًا في 7 سبتمبر 1985. دَرَسَ في الجامِعَةِ البابَوِيّة الغريغورية (1988-1993)، حَيْثُ حَصَلَ على إِجازَةٍ في اللّاهُوتِ الأَساسِيّ (1990)، ومِن ثُمَّ على الدكتوراه في اللّاهُوت (1993)، وكانت أُطْرُوحَتُهُ حَوْلَ فِكْرِ هانز أورس فون بالتازار.
كانَ عُضْوًا في كُلِّيّةِ اللّاهُوتِ في الجامِعة البابَوِيّة الغريغورية (منذ عام 1992)، وفي الجامِعَةِ البابَوِيَّةِ الأَنطونِيّة "الأَنطونيانوم" (منذ 1993)، حَيثُ كانَ أَيضًا عَمِيدًا لِلمَعْهَدِ الفرنسيسكانيّ لِلرُّوحانِيّات (2004-2014).
ومُنْذُ عام 2006 أَصْبَحَ مُسْتَشارًا لِمَجْمَعِ مَعاهِدِ الحَياةِ الـمُكَرَّسَة وجَمْعِيّاتِ الحَياةِ الرَّسُولِيَّة. ومُنْذُ عام 2009 أَصْبَحَ مُسْتَشارًا لِلأَمانَةِ العامَّةِ لِمَجْمَعِ الأَساقِفَة. ومُنْذُ عام 2012 أَصْبَحَ مُسْتَشارًا لِمَجْمَعِ عقيدة الإيمان.
في 24 مايو 2014، عَيَّنَ قَداسَةُ البابا فرنسيس المونسنيور مارتينيلّي أُسْقُفًا مُساعِدًا لِأَبْرَشِيَّةِ ميلانو الكُبْرَى، وأُسْقُفًا فَخْرِيًّا لموستي دي نوميديا. سِيْمَ أُسْقُفًا في كاتِدرائِيَّةِ ميلانو في 28 يونيو 2014، واختارَ شِعارَهُ الأُسْقُفِي "Gloria Dei vivens homo" ("إِنَّ مَجْدَ اللهِ هُوَ في مِلْءِ حَياةِ الإنسان"). في أَبْرَشِيَّةِ ميلانو، كانَ النّائِبَ الأُسْقُفِيّ لِلحَياةِ المكَرَّسَة مُنْذُ عام 2018.
المونسنيور باولو مارتينيلّي هُوَ أَيضًا عُضْوٌ في مُؤْتَمَرِ الأَساقِفَةِ الإِيطالِيِّينَ مُنْذُ عام 2015، وانتُخِبَ رَئِيسًا لِلّجنَةِ الأُسْقُفِيَّةِ لِلإِكلِيرُوسِ والحَياةِ المكَرَّسَة لِلمُؤْتَمَر في عام 2021.
قامَ الأُسْقُف مارتينيلّي بِتَأْلِيفِ وتَحْرِيرِ العَدِيدِ مِنَ الكُتُبِ والمقالاتِ حَوْلَ اللّاهُوتِ الرُّوحِيّ والدَّعَواتِ المختَلِفَةِ في الكَنِيسَة.
