Zawodnik zadebiutował w barwach nowego klubu w przegranym 3:0 spotkaniu Pucharu Króla przeciwko Realowi Madryt. Natomiast debiutancką bramkę strzelił w meczu rewanżowym Pucharu Króla przeciwko Realowi Madryt wygranym przez jego zespół 1:0. Premierową bramkę w lidze hiszpańskiej zdobył w spotkaniu z FC Barceloną przegranym przez jego drużynę 3:1.
20 lutego 2020 r. został piłkarzem FC Barcelony, koszt transferu wyniósł 18 mln euro, a jego okoliczności były dość niecodzienne. W sezonie 2020/21 Martin wystąpił w 42 spotkaniach dla Dumy Katalonii, w których strzelił 7 goli.
1 września 2022 r. Braithwaite rozwiązał kontrakt z FC Barceloną ze skutkiem natychmiastowym. Tego samego dnia podpisuje kontrakt z RCD Espanyol.4 września strzelił gola w swoim debiucie w wygranym 1:0 wyjazdowym meczu z Athletic Bilbao. W sezonie 2023–24, został królem strzelców Segunda División strzelając 22 gole.
22 lipca 2024 r. Grêmio osiągnął porozumienie w sprawie podpisania kontraktu z duńskim środkowym napastnikiem.