Martín Alonso était originaire de La Zarza, près de Trujillo en Estrémadure. Il était très proche des Pizarro et l'on sait que la mère de Juan et de Gonzalo Pizarro était une Alonso. Il vint donc au Pérou avec les frères Pizarro après le voyage fait en Espagne par Francisco en 1529-1530.
Il participa à la bataille de Cajamarca comme cavalier, et perçut double part d'or et d'argent lors de la répartition de la rançon d'Atahualpa, soit 8880 pesos d'or et 362 marcs d'argent.
Il rentra en Espagne dès 1533 et s'installa à Trujillo. Il resta toute sa vie au service des Pizarro, notamment de Hernando, et revint au Pérou en 1551 s'occuper de l'encomienda que la fille de Francisco Pizarro, Francisca, avait à Lima. Il exerça d'autres charges pour les Pizarro, notamment pour la gestion de leurs mines à Potosi, en Bolivie actuelle. Il occupa cette charge jusqu'en 1564, date à laquelle il fut remplacé.
On ne sait pas vraiment s'il resta au Pérou ou s'il rentra en Espagne.