Karier
Selama masa juniornya, Martínez menjadi bagian dari tim Spanyol yang memenangkan Kejuaraan Piala Davis Junior 2013. Dia melakukan debutnya di babak utama ATP pada tahun 2018 di Grand Prix Hassan II di Marrakesh, lolos ke babak tunggal. Setahun kemudian, dia mendapatkan penampilan Grand Slam pertamanya di babak utama tunggal Prancis Terbuka 2019, diikuti dengan debut gandanya di Roland Garros 2020 bersama Cristian Garín. Pada tahun yang sama, Martínez mencapai perempat final ATP pertamanya di Rio Terbuka, mengalahkan Hugo Dellien dan Pablo Andújar, dan melaju ke babak ketiga Prancis Terbuka di tunggal, masuk ke peringkat 100 besar dunia pada Oktober.
Pada 2021, Martínez mencapai babak ketiga di Australia Terbuka untuk pertama kalinya. Ia juga melaju ke semifinal Prancis Terbuka di ganda bersama Pablo Andújar, di mana pasangan yang masuk sebagai cadangan ini mengalahkan tim unggulan sebelum kalah di babak semifinal. Di Wimbledon, ia mencapai babak ketiga di tunggal setelah mengalahkan unggulan ke-13 Gaël Monfils. Pada akhir tahun itu, Martínez mencapai final tunggal ATP pertamanya di Kitzbühel, Austria, mengalahkan petenis peringkat 16 dunia Roberto Bautista Agut sebelum finis sebagai runner-up melawan Casper Ruud.[1] Ia juga mencapai semifinal ganda di turnamen yang sama bersama Marc Polmans. Pencapaiannya mengangkat peringkatnya ke posisi tertinggi dalam kariernya, yaitu peringkat 58 dalam tunggal dan peringkat 87 dalam ganda.
Pada tahun 2022, Martínez mewakili Spanyol di ATP Cup, membantu timnya mencapai final. Pada musim yang sama, ia meraih gelar tunggal ATP pertamanya di Santiago Terbuka, mengalahkan Sebastián Báez di final. Ia juga mencapai babak ketiga Miami Masters 1000 dan debut di peringkat 40 besar pada bulan Mei. Pada bulan Oktober, ia melaju ke perempat final Jepang Terbuka.
Pada tahun 2023, kekalahan dini membuat peringkatnya turun di luar 100 besar. Dengan peringkat terendah No. 142, ia lolos ke Italia Terbuka dan Prancis Terbuka, tetapi kalah di babak awal kedua turnamen tersebut.
Martínez kembali ke peringkat 100 besar pada awal 2024 setelah mencapai final Challenger di Tenerife. Selama musim tanah liat, ia mencapai semifinal di Chili Terbuka dengan kemenangan atas Facundo Díaz Acosta dan Arthur Fils. Di Estoril Terbuka, ia mencapai final ATP pertamanya sejak 2022, mencatat kemenangan pertamanya atas pemain peringkat 10 besar, Casper Ruud, sebelum kalah dari Hubert Hurkacz. Di Hamburg Terbuka 2024, Martínez mencapai semifinal di level ATP 500, mengalahkan Matteo Arnaldi, Ugo Blanchet, dan Francisco Cerúndolo sebelum kalah dari unggulan teratas Alexander Zverev.
Pada 2025, Martínez mengalahkan Holger Rune di Rotterdam Terbuka dan mencapai semifinal Argentina Terbuka dengan kemenangan atas Lorenzo Musetti sebelum kalah dari Francisco Cerúndolo.[2] Di nomor ganda, ia mencapai final Rio de Janeiro ATP 500 bersama Jaume Munar. Ia juga mencapai putaran ketiga di Wimbledon, menyamai hasil terbaiknya di Grand Slam.[3] Hasil-hasil ini membantunya mencapai peringkat tunggal tertinggi dalam kariernya, yaitu peringkat ke-36 pada Februari 2025.