Director General de la Barcelona School of Management de la Universidad Pompeu Fabra (UPF-BSM). También es profesor Jean Monnet ad personam para el estudio del Derecho y el Gobierno de la Unión Europea. Entre 2012 y 2021, desempeñó diferentes funciones docentes, de investigación y en el ámbito administrativo en la Universidad de Harvard, trabajando en el Harvard College, la Graduate School of Arts and Sciences, la Harvard Business School, la Harvard Kennedy School y la Harvard Law School, dirigiendo el centro Harvard-España (el RCC) y sus programas en todas las escuelas de Harvard. Ha sido profesor afiliado del Centro Minda de Gunzburg de Estudios Europeos, profesor asociado del Centro David Rockefeller de Estudios Latinoamericanos, profesor asociado del Centro de Estudios Políticos Americanos y Coordinador de Derecho de la UE en la Facultad de Derecho de Harvard ? Instituto de Derecho y Política Global. Ha recibido múltiples premios de Harvard por su excelencia docente y ha sido reconocido por su extraordinaria capacidad profesional por el Gobierno de los Estados Unidos.

Antes de incorporarse a la Universidad de Harvard, Martínez Sierra desempeñó diversas funciones en consejos ejecutivos internacionales y nacionales y en puestos de asesoramiento en materia de educación, investigación e innovación. Fue asesor de varios ministros responsables de Educación y Universidades. Fue Director General de Relaciones Internacionales del Ministerio de Educación español y Director General de la Agencia para la Internacionalización de las Universidades Españolas. Fue Presidente del Grupo de Alto Nivel de la Unión Europea sobre Políticas de Educación y Formación y del Comité de Educación de la UE, miembro del Comité de Política Educativa de la OCDE y ex Presidente del Grupo de Seguimiento de Bolonia. Ha sido representante de Educación Superior en la UNESCO y miembro senior de la Comisión Fulbright.