Su segnalazione di Sid Coleman, editore musicale, George Martin incontrò Brian Epstein, il manager dei Beatles; prima il 13 febbraio del 1962, poi di nuovo il 9 maggio, data in cui acconsentì a far firmare al gruppo un contratto discografico, ma non prima di aver sentito suonare i Beatles in studio. Il provino avvenne il 6 giugno del 1962: più che le doti musicali dei Beatles, Martin ne apprezzò la personalità. Iniziò così una collaborazione pressoché unica nella storia della musica pop-rock: George Martin fu il produttore di tutti i dischi dei Beatles, ad eccezione (formalmente) di "Let it be", che fu post-prodotto da Phil Spector ma le cui registrazioni furono curate da Martin. Il ruolo di George Martin è stato essenziale: non solo agli inizi della carriera discografica dei Beatles (fu lui a suggerire di sostituire il batterista Pete Best con un altro musicista, il che portò all'ingresso di Ringo Starr; fu lui a suggerire l'uso dell'armonica a bocca in "Love me do"; fu lui a suggerire di velocizzare il tempo di "Please please me"…), ma anche durante tutto il periodo in cui il gruppo realizzò i singoli e gli LP della sua discografia. Preparato tecnicamente e culturalmente, Martin assecondò le idee spesso inconsuete dei due autori principali, Lennon e McCartney, rendendole praticabili (anche con l'aiuto inestimabile dei due fonici che più collaborarono con lui nel lavoro con i Beatles, Norman Smith e Geoff Emerick). E' George Martin l'arrangiatore di tutte, o quasi, le canzoni dei Beatles; era lui a trascrivere per orchestra o per strumenti solisti le idee musicali che Lennon e McCartney (entrambi incapaci di scrivere la musica) gli canticchiavano; fu lui a suggerire l'impiego di un quartetto d'archi per "Yesterday", a scrivere e a dirigere l'arrangiamento per orchestra d'archi di "Eleanor Rigby". Fu lui a fornire contributi essenziali per la realizzazione di "Strawberry Fields Forever", riuscendo a unificare due diverse registrazioni della canzone intervenendo sulle velocità del nastro, e a scrivere le parti per i componenti dell'orchestra che suonò il crescendo del prefinale di "A day in the life". Per "Being for the benefit of Mr Kite!", per la quale Lennon voleva "sentire l'odore della segatura del circo", l'intervento di Martin fu anticipatore di tecniche ancora di là da venire. Da "Il libro bianco dei Beatles" (Giunti, 2012): George Martin: “Quello che ci serviva, e lo sapevo, era una risacca di suoni, una poltiglia sonora, quella che ti arriva alle orecchie se sei in un luna park e chiudi gli occhi: spari di carabine al tiro a segno, organetti, urla di gente e, in distanza, una massa caotica di rumori”. Martin sapeva che la musica delle vecchie giostre era governata da una sorta di pianola a rulli, da suonare con schede perforate. Anche ammesso di riuscire in breve a procurarsene una, il procedimento sarebbe stato troppo complesso e troppo lungo. Penso` allora alla calliope, un organo a vapore costruito negli Stati Uniti da Arthur Denny verso il 1960. Munito di canne con ampi padiglioni, sviluppava un suono udi-bile a grandi distanze (oltre venti chilometri). Poteva essere azionato mediante una tastiera oppure con un cilindro rotante. Era impiegato soprattutto nelle fiere e nei circhi, ma dopo qualche tempo cadde in disuso a causa della scarsa purezza del suono. Nell’archivio di suoni della EMI, alla voce “calliope” si trovavano praticamente solo inni e marce militari di John Philip Sousa, che avrebbero stonato nel contesto. George Martin: “Preparai un nastro, lo tagliai a pezzi irregolari e chiesi a Geoff Emerick di lanciarli in aria e poi di raccoglierli e riassemblarli come capitava”. E tutto questo percependo soltanto lo stipendio-base di dipendente della EMI e senza ottenere alcuna royalty dalle vendite ciclopiche dei dischi dei Beatles. Quando si dimise dalla EMI per fondare la sua AIR (Associated Independent Recording), nel 1965, George Martin continuò a lavorare con i Beatles come collaboratore esterno, e il loro sodalizio rimase pressoché esclusivo, con pochissime eccezioni, fino alla fine dell'attività discografica del gruppo.