Nascuda a Barcelona l'any 1982, Martínez Bravo és llicenciada en Economia per la Universitat Pompeu Fabra i doctora en Economia per l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT).

Economista, investigadora i professora universitària, el gener de 2024 va ser nomenada secretària general d'Inclusió al Ministeri d'Inclusió, Seguretat Social i Migracions, amb l'objectiu de millorar el disseny i la gestió de l'Ingrés Mínim Vital (IMV). Entre 2021 i 2023 va col·laborar amb el mateix òrgan coordinant un equip d'investigadors dedicat a avaluar els itineraris d'inclusió associats a l'IMV. L'any 2023 va ser nomenada membre del Consell Assessor del Ministeri d'Economia, Comerç i Empresa del govern d'Espanya.

En l'àmbit científic, ha estat professora d'economia al Centre d'Estudis Monetaris i Financers (CEMFI) i la Universitat Johns Hopkins i va ser professora visitant al MIT.

Reconeguda pels seus treballs sobre desigualtat, pobresa i millora dels serveis públics, el 2023 va rebre el premi nacional d'investigació 'Clara Campoamor', atorgat pel Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, i el 2021 el premi a la millor economista menor de 40 anys, de la Fundació Banc Sabadell. El 2022 li va ser concedit un projecte del Consell Europeu de Recerca (ERC) en la seva modalitat de Consolidator Grant.

També ha publicat articles i altres treballs d'investigació en els camps de l'economia política i del desenvolupament en les revistes amb més prestigi de l'àmbit. Ha estat membre de les principals xarxes de recerca internacionals amb posicions de lideratge, com, per exemple, directora de la Review of Economic Studies o membre del consell de la European Economic Association.