Kariera reprezentacyjna Martínez po raz pierwszy został powołany do reprezentacji Kolumbii 26 sierpnia 2009, na kwalifikacyjne mecze z Ekwadorem i Urugwajem. Już w swoim debiucie międzynarodowym młody zawodnik Independiente strzelił pierwszą bramkę w reprezentacji – wystarczyło mu do tego siedemnaście minut w wygranym 2:0 spotkaniu z Ekwadorem. W meczu tym zmienił w 65. minucie Juana Zúñigę. W pojedynku z Urugwajem Martínez wszedł na plac gry w 57. minucie i sześć minut później strzelił wyrównującego gola. Mimo to Kolumbia przegrała 1:3. 1 października 2009 Martínez nie wykorzystał rzutu karnego w towarzyskim pojedynku z Meksykiem. W czwartym meczu w kadrze narodowej zawodnik zdobył trzecią bramkę w reprezentacji. Było to trafienie na 1:0 w ostatecznie przegranym 2:4 meczu kwalifikacyjnym z Chile (niektóre źródła zaliczają gola jako samobójcze trafienie Arturo Vidala).