Inter Mediolan Sezon 2018/2019 4 lipca 2018 Martínez został zawodnikiem Interu, który zapłacił za niego 22.7 milionów euro, podpisując z zawodnikiem pięcioletni kontrakt, do czerwca 2023. Został zaprezentowany z numerem 10 na koszulce meczowej. 10 dni po podpisaniu kontraktu z klubem, zadebiutował w towarzyskim meczu z Lugano (3:0), w którym strzelił gola. 19 sierpnia zadebiutował w Serie A, występując w przegranym meczu pierwszej kolejki ligi przeciwko Sassuolo. Swoją pierwszą bramkę w Serie A zdobył 29 września w wygranym 2:0 meczu przeciwko Cagliari. 24 października zadebiutował w europejskich pucharach w przegranym 2:0 meczu Ligi Mistrzów UEFA z FC Barceloną.
13 stycznia 2019 w swoim pierwszym występie w rozgrywkach Pucharu Włoch przeciwko Benevento zdobył dwie bramki. W europejskich pucharach po raz pierwszy trafił do siatki 14 lutego 2019 w pierwszym meczu 1/16 finału Ligi Europy, w którym Inter zwyciężył z Rapidem Wiedeń.
Łącznie w sezonie 2018/2019 rozegrał 35 meczów, w których strzelił 9 bramek oraz zanotował 2 asysty.