Jego zespół – prowadzony wówczas przez Julio Césara Rosero – zajął czwarte miejsce w pierwszej rundzie, przez co nie zakwalifikował się do rundy finałowej i nie awansował na Mistrzostwa Świata U-20 w Egipcie. 250px|right|thumb|Martínez (nr 9) i Walter Ayoví w czerwcu 2015 podczas meczu towarzyskiego z Panamą (4:0) W seniorskiej reprezentacji Ekwadoru Martínez zadebiutował za kadencji selekcjonera Sixto Vizuete, 17 grudnia 2008 w wygranym 1:0 meczu towarzyskim z Iranem i w tym samym spotkaniu strzelił także pierwszą bramkę w kadrze narodowej. Na kolejne występy w kadrze musiał czekać przez kolejne pięć lat, kiedy to został powołany przez Reinaldo Ruedę na zakończone powodzeniem eliminacji do Mistrzostw Świata 2014, podczas których pełnił jednak rolę rezerwowego i rozegrał jedno z szesnastu spotkań. W 2014 roku znalazł się w składzie na Mistrzostwa Świata w Brazylii, gdzie jednak nie zanotował żadnego występu, natomiast Ekwadorczycy odpadli wówczas z mundialu już w fazie grupowej.