Kariera reprezentacyjna Vladimír Martinec z reprezentacją Czechosłowacji U-20 dwukrotnie uczestniczył na mistrzostwach Europy juniorów (1968 – mistrzostwo, 1969 – brązowy medal). W seniorskiej reprezentacji Czechosłowacji w latach 1969–1981 rozegrał 289 meczów, w których zdobył 155 goli. Debiut zaliczył 12 marca 1969 roku w Pardubicach w wygranym 6:1 meczu towarzyskim z reprezentacją Stanów Zjednoczonych, w którym również zdobył pierwsze dwa gole w reprezentacji Czechosłowacji (w 15. minucie na 1:1 oraz w 56. minucie na 6:1, ustalając tym samym wynik meczu). Trzykrotnie uczestniczył w zimowych igrzyskach olimpijskich: na zimowych igrzyskach olimpijskich: na turnieju olimpijskim 1972 w Sapporo zdobył brązowy medal, natomiast na turnieju olimpijskim 1976 w Innsbrucku zdobył wicemistrzostwo olimpijskie oraz na turnieju olimpijskim 1980 w Lake Placid w bazie Sports-reference.com, a także 11-krotnie w mistrzostwach świata (1970 – 3. miejsce, 1971 – wicemistrzostwo świata, 1972 – mistrzostwo świata, 1973 – 3. miejsce, 1974 – wicemistrzostwo świata, 1975 – wicemistrzostwo świata, 1976 – mistrzostwo świata, 1977 – mistrzostwo świata, 1978 – wicemistrzostwo świata, 1979 – wicemistrzostwo świata, 1981 – 3. miejsce).