С 1960-х годов работал с группой «Beatles», выступал не только как студийный продюсер, но и как аранжировщик многих их песен. Именно Джордж Мартин настоял на том, чтобы группа рассталась с барабанщиком Питом Бестом и взяла Ринго Старра, с которым The Beatles выступали до распада группы. Большинство аранжировок были написаны Мартином для разных инструментальных составов, вплоть до небольшого симфонического оркестра. В ранних записях Мартин также нередко фигурировал как пианист, а в песне «In My Life» исполнил виртуозное соло на барочном клавесине. В 1965 году Мартин создал собственную студию AIR London. В 1977 году подготовил выпуск «At The Hollywood Bowl», был продюсером сольных альбомов Пола Маккартнии саундтрэка к его фильму «Give My Regards To Broad Street». Помимо The Beatles, Мартин работал со многими другими знаменитыми музыкантами, в том числе с Эллой Фитцжеральд, Джеффом Беком, Cheap Trick, Dire Straits и Стингом. В 1996 году в возрасте 70 лет принял решение уйти на пенсию. Последней его работой был альбом «In My Life» (выпущен 15 марта 1998, Echo Records), содержащий песни Beatles в исполнении знаменитостей. За заслуги перед музыкальной индустрией и поп-культурой был посвящен в рыцари-бакалавры (Knight Bachelor). Орден Британской империи музыканту лично вручила королева Великобритании.
Джордж Мартин ушел из жизни 8 марта 2016 в возрасте 90 лет.