Martín Chirino wurde 1925 in Las Palmas de Gran Canaria geboren. Schon früh entschied er sich für Eisen als künstlerisches Material. So strebte der Künstler schon in jungen Jahren unnachgiebig danach, seinen eigenen Weg zu „schmieden“. Zunächst entsprach er dem Wunsch seines Vaters – eines Schiffbaukontrolleurs für Blandy Brothers & Company in Puerto de la Luz – und schlug eine Laufbahn im Schiffbau ein, doch Chirino sah im Eisen ein so großes künstlerisches Potenzial, das er unbedingt erkunden wollte. Seine künstlerische Ausbildung begann 1944 in seiner Heimatstadt an der Akademie des Bildhauers Manuel Ramos. Nach einem Umzug nach Madrid war er kurze Zeit an der Fakultät für Philosophie und Geisteswissenschaften der Universidad Complutense immatrikuliert, um Anglistik zu studieren, gab aber bald auf, um an die Königliche Akademie der Schönen Künste San Fernando zu wechseln, an der er 1952 einen Abschluss als Lehrer erhielt. Anschließend unternahm Chirino Reisen nach Paris, Italien und London, durch die seine Laufbahn geprägt werden sollte. In der englischen Hauptstadt beendete er seine künstlerische Ausbildung an der Slade School of Fine Arts, bewunderte die sumerischen, ägyptischen und sonstigen antiken Skulpturen im British Museum und lernte moderne Meister wie Julio González, Henry Moore, Jean Arp, Constantin Brancusi und Barbara Hepworth kennen, die schließlich alle Chirinos Bildhauerei beeinflussen sollten.
Auf regelmäßigen Reisen an die westafrikanische Küste formte der junge Künstler seinen Blick für Ästhetik, und hier nahm auch seine künstlerische Suche nach Identität Gestalt an. In seiner ersten Serie, Reinas Negras, kommt dies klar zum Ausdruck. Einige dieser Werke wurden in seiner ersten Einzelausstellung im Ateneo in Madrid präsentiert. Dank einer späteren Ausstellung wurde Chirino in die 1957 gegründete Künstlergruppe „El Paso“ aufgenommen, zu deren Mitgliedern Antonio Saura, Manolo Millares, Manuel Rivera, Rafael Canogar, Luis Feito, Antonio Suárez, Pablo Serrano, Juana Francés, José Ayllón und Manuel Conde zählten. (Die Gruppe löste sich schließlich 1960 wegen unvereinbarer künstlerischer Vorstellungen auf.)
Ausstellungen trugen stark zum weltweiten Ruf Chirinos bei. Auf der Biennale in São Paulo 1959 war seinem Werk im spanischen Pavillon ein ganzer Raum gewidmet. 1962 reiste er zu seiner ersten Einzelausstellung in der Borgenicht Gallery in New York über den Atlantik. (Er hatte bereits 1960 vier seiner Werke als Teil einer Auswahl Frank O’Haras im Museum of Modern Art in New York präsentiert.)
Die späten 60er-Jahre des 20. Jahrhunderts waren stärker von Kulturpolitik geprägt. Ausgangspunkt war der Entwurf des „Manifiesto de El Hierro“, in dem proklamiert wurde, dass die kanarische Identität mit dem afrikanischen Kontinent verknüpft sei. Aus demselben Antrieb heraus unterzeichnete er das „Afrocán-Dokument“ in Madrid. Bald darauf fand in der Galerie Juana Mordó in Madrid eine Ausstellung mit dem Titel Afrocán statt. Später wurde die Ausstellung auch in der Grace Borgenicht Gallery in New York gezeigt, wo das Interesse daran groß war und in der Presse ausführlich darüber berichtet wurde. Der kanarische Symbolismus setzte sich mit Lady Harimaguada (1996) fort. Dieses Werk sollte zu einem Symbol der Stadt werden, und ein beim Filmfestival von Las Palmas de Gran Canaria verliehener Preis trägt seinen Namen.
Im Laufe seines Künstlerlebens wurde Chirino mit zahlreichen Preisen ausgezeichnet: 1980 erhielt er für sein Gesamtwerk den Nationalpreis für Bildende Kunst, 1985 bekam er die Goldmedaille für Schöne Künste, 2004 verlieh ihm die Stiftung Real Casa de La Moneda den Tomás-Francisco-Prieto-Preis, 2007 wurde er zum Ehrenbürger der Gemeinde San Sebastián de los Reyes bei Madrid ernannt, 2008 erhielt er den Internationalen Preis für Bildende Kunst der Cristóbal-Gabarrón-Stiftung, 2014 wurde er zum Ehrenmitglied der Königlichen Akademie der Schönen Künste San Fernando ernannt, 2016 erhielt er die Ehrenbürgerschaft der Gemeinde Morata de Tajuña bei Madrid, wo er seine letzten Jahre verbrachte,
2015 wurde im Castillo de la Luz in Las Palmas de Gran Canaria die Martín-Chirino-Stiftung für Kunst und Denken eingeweiht. In der Burg befindet sich ein Ausstellungsraum mit einer Dauerausstellung mit 25 Werken des Künstlers, die eine kurze Retrospektive seines Schaffens darstellen.
Chirino verstarb 2019 in Madrid.