Родители Георгия не имели отношения к миру искусства, а вот его старший брат стал актером и выступал на сцене драмтеатра в Оренбурге (Чкалове), где они тогда жили. Родители считали, что в семье достаточно одного артиста, и хотели, чтобы младший сын был врачом. Но Георгий увлекся театром еще в детстве – он ходил на все спектакли местного театра и постоянно слушал радиопостановки (телевизора в доме не было). Позже Мартынюк вспоминал: «Я часами мог слушать круглый черный репродуктор, особенно когда передавали какие-нибудь драматические, музыкальные радиопостановки. Когда не видишь, а только слушаешь, начинаешь фантазировать. И вот я представлял, как и где все это происходит, разыгрывалось воображение. Понятно, почему в итоге появилась идея стать артистом...». Он сам записался в детский драматический кружок, который иногда представлял свои постановки и на профессиональной сцене.
После окончания школы Георгий отправился в Москву и с первой попытки поступил в ГИТИС. Вместе с друзьями он часто бывал на «Мосфильме» в надежде получить хоть небольшую роль, но поначалу его приглашали только в массовку. А вот на театральной сцене он пользовался большим успехом: спектакль Петра Фоменко «Проводы белых ночей» прогремел на всю Москву. После этого Мартынюка пригласили в труппу Оренбургского драматического театра. Он уже собирался вернуться в родной город, но тут ему поступило еще более заманчивое предложение – его пригласили в Московский драматический театр, сегодня известный как Театр на Малой Бронной. На его сцене актер провел больше 50 лет своей жизни.
После окончания школы Георгий отправился в Москву и с первой попытки поступил в ГИТИС. Вместе с друзьями он часто бывал на «Мосфильме» в надежде получить хоть небольшую роль, но поначалу его приглашали только в массовку. А вот на театральной сцене он пользовался большим успехом: спектакль Петра Фоменко «Проводы белых ночей» прогремел на всю Москву. После этого Мартынюка пригласили в труппу Оренбургского драматического театра. Он уже собирался вернуться в родной город, но тут ему поступило еще более заманчивое предложение – его пригласили в Московский драматический театр, сегодня известный как Театр на Малой Бронной. На его сцене актер провел больше 50 лет своей жизни.
Над сценарием телесериала трудились супруги Ольга и Александр Лавровы. Последний сам работал следователем и хорошо владел материалом. На главные роли выбрали Георгия Мартынюка, Леонида Каневского и Эльзу Леждей. Из первых слогов фамилий их персонажей – Знаменского, Томина и Кибрит – и складывалось слово «знатоки», которое вошло в название сериала. Попадание в образ каждого из актеров было настолько точным, что и за кадром их вскоре начали называть только именами их экранных героев. К тому же все они прошли серьезную подготовку в МВД – им разрешали присутствовать при допросах и выезжать на обыски и следственные эксперименты, чтобы погружение в профессию было максимальным и зрители не почувствовали фальши.
Эффект поразил даже самих актеров. Мартынюк рассказывал об одном случае, произошедшем во время такого допроса: «Как всегда, заключенному, молодому парню, нас представили сотрудниками милиции. В какой-то момент следователь не выдержал и накричал на парня, несколько раз даже стукнул кулаком по столу. Заключенный неожиданно повернулся в мою сторону и сказал: «А вот следователь Знаменский с подследственными всегда разговаривает только вежливо». Зрители безгранично верили знатокам – они были не только обаятельными и интеллигентными, но и создали идеальные типы советских милиционеров, в существование которых очень хотелось верить. Актерам присылали мешки писем с просьбой разобраться в запутанных делах, в одном из них заключенный писал: «Если бы мое дело вел Пал Палыч Знаменский, я бы получил на два года меньше».
Популярность Георгия Мартынюка росла с каждым годом. Актер вспоминал: «На меня обрушилась такая лавина славы, что даже по улице невозможно было пройти, чтобы не услышать: «Пал Палыч!». Мне кажется, люди и фамилии моей настоящей не знали, для них я был – Пал Палыч Знаменский». Но, как это часто бывает в таких случаях, актер стал заложником своей роли – ни режиссеры, ни зрители просто не могли представить Мартынюка в другом образе.
К тому же сам он за 18 лет очень устал от своего героя: «Мне порой было даже скучновато играть эту роль. Там же в характерах ничего не развивалось… Играть Знаменского мне было неинтересно – это же функция. Положительный следователь, умный, добрый. Идеал. Вот у Лени Каневского роль поинтереснее была, живее: он все-таки сыщик, переодевался, в банды внедрялся. Ну а мне, честно говоря, с годами этот Пал Палыч порядком поднадоел. Но, с другой стороны, это мне дало бешеную популярность, которую ни один другой фильм дать не мог». Зрители отождествляли актера с его героем, а сам он говорил, что их главное отличие в том, что он – не начальник, живой человек не без недостатков, а «Пал Палыч – это памятник самому себе».
Позже актер говорил, что очень благодарен майору Знаменскому за свой успех, однако именно из-за него он не смог проявить себя в кино в разных амплуа. Так случилось, что самая удачная его роль закрыла ему дорогу в большое кино. После этого ему главных ролей не предлагали, а в 1990-х гг. актер и вовсе остался без работы. Он говорил, что даже в театрах тогда актеров на сцене порой было больше, чем зрителей в зале. В 2002 г. Мартынюк вновь появился на экранах в образе майора Знаменского в продолжении легендарного сериала «Следствие ведут Знатоки. Десять лет спустя», однако в это время уже появились новые герои детективных фильмов, конкуренцию которым было составить сложно, и проект был закрыт.
Последние 10 лет жизни Георгий Мартынюк практически не снимался, но продолжал выходить на сцену театра. Большинство ролей он сыграл в постановках своего друга, актера и режиссера Льва Дурова, который отзывался о нем с большой теплотой: «В Театре на Малой Бронной, где служил Георгий, я поставил 24 спектакля и лишь в двух из них не участвовал Мартынюк. Гера был моей опорой, моим талисманом. Он был всегда рядом. Я знал: если Мартынюк выходит на сцену, успех спектаклю обеспечен. У Георгия была удивительная особенность: его любили и поклонники, и коллеги-артисты… Режиссеры видели в нем исключительно Знаменского: порядочного, смелого, честного человека. Никакой другой образ ему вроде бы даже не шел. У меня было другое мнение, тем не менее Гера действительно снимался очень мало. Переживал ли он из-за этого? Думаю, не особо. Вообще, он был человеком очень глубоким, сдержанным и не показывающим на людях свои чувства».
В последние годы актер тяжело болел, ему сделали операцию, удалили часть легкого, он подолгу лежал в больницах К сожалению, спасти его не удалось. 13 февраля 2014 г. Георгий Мартынюк ушел из жизни в возрасте 73 лет.