W 2001 roku Truex zadebiutował w serii Xfinity (wtedy znanej jako Busch Grand National Series) na torze w Dover, gdzie prowadził samochód wystawiony przez jego ojca, Martina Truexa Sr., i zajął 38. miejsce. W 2002 roku wystartował w czterech wyścigach, zaś po swoim pierwszym wyścigu w 2003 przyciągnął uwagę kierowcy NASCAR Cup Series, Dale'a Earnhardta Jr., który zaoferował mu miejsce w zespole Chance2 Motorsports. Z ekipą tą wziął udział w jeszcze dziewięciu wyścigach sezonu 2003, a także w pełnych sezonach 2004 i 2005. W obu zdobył sześć zwycięstw i sięgnął po dwa tytuły mistrzowskie z rzędu.
Po przeniesieniu się na stałe do Cup Series, Truex Jr. ograniczył swoje występy w Xfinity Series do kilku wybranych wyścigów na rok. Robił to do roku 2010, po którym nie wrócił już do niższej serii. W ciągu 10 lat, które w niej spędził, wziął udział w 103 wyścigach i wygrał 13.
Monster Energy NASCAR Cup Series