Elio Martinelli est né le 19 novembre 1922, fils unique de Plinio et de son épouse Emilia, l'une des modistes les plus connues de Lucques, qui lui ont probablement transmis la veine artistique.
Après une enfance et une adolescence passée à Lucques avec les compagnons qui deviendront ses amis de toujours, il entreprend des études de scénographie à Florence où il obtient son diplôme. Reprenant l'entreprise familiale après la disparition prématurée de son père Plinio, Elio se rend compte que ses intérêts sont différents, plus créatifs que purement techniques.
Il entame donc une collaboration avec une entreprise de Lucques pour laquelle il conçoit des intérieurs pour des lieux publics. Insatisfait des types de luminaires disponibles à l'époque (nous sommes dans l'immédiat après-guerre), il commence à concevoir et à produire ses propres lampes pour ses projets. C'est ainsi que naquit Martinelli Luce, dans un sous-sol de la Piazza Bernardini à Lucques, auquel on accédait par une trappe et un escalier et où l'on installait, avec difficulté, les quelques outils nécessaires à une petite production. Elio l'appelait le "laboratoire". C'est là que beaucoup de ses idées ont été développées.
Le courageux Elio Martinelli et ceux qui ont cru en lui. Les ouvriers et un ami qui lui avait prêté le peu d'argent nécessaire pour démarrer, les banques lui ayant refusé le crédit. En 1949, il épouse Anna, sa compagne de toujours et sa muse inspiratrice, et ensemble ils commencent à voyager d'abord en Italie, puis en Europe, en participant aux foires les plus importantes de l'époque, mais c'est avec la première édition de l'Eurodomus à Gênes en 1966 et la rencontre avec Giò Ponti qu'Elio Martinelli et Martinelli Luce acquièrent une renommée internationale.
Dans sa vie professionnelle, Elio Martinelli conçoit de nombreuses lampes et étudie de nouvelles techniques de moulage du méthacrylate pour en réaliser certaines. C'était dans les années 1960, l'époque de l'émergence de matériaux plastiques innovants et révolutionnaires, et c'est précisément en plastique que les lampes les plus représentatives de sa production ont été réalisées.
L'attention portée à la technologie et à la nouveauté a toujours caractérisé l'intérêt d'Elio Martinelli, non seulement pour les matériaux dans lesquels les lampes étaient fabriquées, mais aussi pour l'utilisation de nouvelles sources lumineuses.
À partir des années 1970, l'ampoule classique a été de plus en plus remplacée par des lampes halogènes et des lampes à halogénures métalliques qui ont entraîné une véritable révolution dans l'éclairage des espaces commerciaux. C'est au début des années 1980 qu'Elio Martinelli conçoit ses premiers luminaires techniques, rassemblés dans un catalogue spécifique intitulé "Systèmes".
C'est au cours de ces années que sa fille Emiliana rejoint l'entreprise, se consacrant d'abord principalement à la partie graphique, puis au design. Dans les années 1990, Martinelli Luce consolide son rôle dans le secteur de la fabrication d'appareils d'éclairage, en se projetant davantage vers les marchés étrangers et vers l'éclairage des grands espaces commerciaux, avec des productions dédiées au secteur contractuel.
Elio Martinelli est décédé le 21 octobre 2004 des suites d'une maladie qui l'avait contraint, au cours de ses dernières années, à s'éloigner souvent de la créature vers laquelle toutes ses pensées étaient dirigées.