Em Goiânia, iniciou a militância política no movimento estudantil, posteriormente no movimento popular. Lutou bravamente por melhorias para as regiões Noroeste e Sul, como os setores Estrela D’Alva, Parque Tremendão, Morada do Sol e Parque Amazônia, Jd. Atlântico, Amim Camargo, Andrea, Cristina. Se juntou aos primeiros moradores para construir até moradias improvisadas, porque aquela era a condição que a Celg, então empresa de energia do Estado, exigia para garantir a instalação de rede elétrica.
Em sua carreira, Paulo Cezar ocupou cargos na Celg, foi diretor da Suteg, foi assessor na Assembleia Legislativa e na Secretaria da Fazenda. Tornou-se um amigo pessoal e um homem de confiança do então governador Henrique Santillo, que tinha nele a figura de um jovem honesto, trabalhador e destemido.
Essa luta travada, junto às pessoas mais humildes, marcada por um extenso trabalho social, permitiu que Paulo Cezar se elegesse vereador em Goiânia, em 1996, como o mais votado do MDB, com 4.890 votos, e reeleito em 2000, para mais um mandato, dessa vez pelo PSDB, sendo também o mais votado do partido.
Em 2004, Paulo Cezar foi eleito para mais um mandato para vereador em Goiânia, pelo MDB, com 4.042 votos.
Em 2005, surgiu a possibilidade de assumir mandato na Assembleia Legislativa, com a eleição de suplentes para outros cargos. Na prática, trocou quatro anos de mandato de vereador por dois de deputado estadual.
Em 2006, porém, veio a consagração: foi reeleito deputado estadual com 26.947 votos.
Em 2010, foi o quarto deputado mais votado no Estado, com 42.732 votos. Na eleição de 2014, assumiu o quarto mandato, sendo, dessa vez, o segundo mais votado, para integrar a 18ª Legislatura, com 54.629. Na época, ocupou por 2 anos a liderança do PMDB.
Em 2014, assumiu a 1ª vice-presidência, com a ascensão de Helio de Sousa à presidência da Casa. No período de 9 a 16 de janeiro de 2015, assumiu a presidência da Assembleia Legislativa, uma vez que o então presidente assumiu interinamente o Governo do Estado.
Em 2018, Paulo Cezar Martins foi o quarto deputado estadual mais votado, com 40.970 votos, eleito pelo MDB. Naquela 18ª Legislatura, no segundo biênio - 2015-2016 - Paulo Cezar assumiu a 4ª Secretaria da Mesa Diretora da Casa. Participou como titular das Comissões de Saúde e Promoção Social e Meio Ambiente e Recursos Hídricos.
Em 2022, Paulo Cezar reelegeu-se para o 6º mandato de deputado estadual, dessa vez pelo PL, o mais votado da legenda, com 37.638 votos.
Hoje, ocupa a posição de decano da Casa, ou seja, o deputado com maior número de mandatos consecutivos.
A vida de Paulo Cezar é um exemplo de coragem, dignidade e disposição para servir. O maior patrimônio que acumulou na vida pública foi de nunca ter tido o nome envolvido em qualquer espécie de falcatrua.
"Desde cedo, meus pais me ensinaram que a honestidade e a dignidade são inegociáveis. Nunca comprei consciências, nunca frequentei páginas policiais. Para mim, o dinheiro do povo é sagrado", diz Paulo Cezar.