Après des études à l'Institut des hautes études cinématographiques (IDHEC), il commence sa carrière au début des années 1970 en tant que scénariste pour la télévision. Il collabore notamment avec le réalisateur Claude Barma sur plusieurs adaptations de romans populaires tels que *La Tête coupée* ou *Le Comte de Monte-Cristo*.
En 1974, il s'installe à Hong Kong pour travailler sur des films d'action et de fantastique. C'est à cette époque qu'il rencontre Lee Hoi San, qui deviendra son compagnon et partenaire professionnel. Ensemble, ils coécrivent notamment *La Légende du guerrier* (1978) et *Le Maître de Kung-fu* (1979), deux films d'arts martiaux qui connaissent un grand succès international.
De retour en France, Jean-Claude Martin continue à écrire des scénarios pour le cinéma, notamment sur les aventures fantastiques de *Yennaya, la princesse du temps* (1986) et *L'Étoile du temple* (1987). Il se tourne également vers la télévision, où il réalise plusieurs séries dont *La Quatrième Dimension* (1984-1987) et *Kaena, la prophétie* (2003).
En 1998, il retrouve Lee Hoi San pour écrire et réaliser *L'Étoile de l'apocalypse*, film d'action hongkongais produit par Jackie Chan. Il s'agit de leur dernier projet commun avant la mort de Lee en 2001.
Depuis, Jean-Claude Martin continue à travailler dans le monde du cinéma et de la télévision, notamment en écrivant des scénarios pour les séries *Les Enquêtes du commissaire Laforet* (depuis 2013) ou *Capitaine Marleau* (depuis 2015). Sa carrière s'étale sur plus de quatre décennies et il est considéré comme un des créateurs de la vague de films d'arts martiaux français dans les années 1970.