Éternellement sous-estimé, Pierluigi est devenu un membre respecté de la fraternité du Grand Prix. Après avoir remporté le titre de Formule 3 d'Europe en 1983 et sans avoir réussi à qualifier sa Toleman au Grand Prix d'Italie de 1984, Martini, inexpérimenté, fit l'expérience d'une première saison catastrophique en Formule 1 avec l'équipe très peu compétitive Minardi-Motori Moderni. Mais après un retour à la Formule 3000, il revint en 1988 complètement transformé, et en 1989, il était au mieux de sa forme, menant brièvement lors du Grand Prix du Portugal et se qualifiant troisième en Australie. Il a depuis fait partie des équipes moyennes, alternant entre Minardi et Scuderia Italia. Il manqua la première partie de 1993, après avoir été abandonné par Scuderia Italia, mais il revint à la Formule 1 avec Minardi, pour qui, il pilota régulièrement jusqu'à ce qu'une crise financière les force à le remercier mi-95, alors qu'il semblait avoir perdu sa motivation.