Nacido en Betanzos en 1946, Martínez Lage es licenciado en Derecho por la Universidad de Madrid. Amplió sus estudios en la Escuela de Funcionarios Internacionales de Madrid, la Escuela Diplomática, la Academia de Derecho Internacional de La Haya, el "Europa Instituut" de Ámsterdam y el INSEAD de Fontainebleau.

Diplomático de carrera en situación de excedencia, ha estado destinado en Argel, Libreville, Sofía y París. Como abogado y consultor de empresas fundó en 1985 el Despacho Martínez Lage & Asociados, especializado en el Derecho de la Unión Europea y de la Competencia, que en 2007 se fusionó con el Despacho estadounidense Howrey LLP. Entre otros puestos, es miembro de la Junta Directiva del Círculo de Empresarios.