Zwischen 2011 und 2019 wurde er an Oxford, Sheffield Wednesday, Rotherham, Wolves, Getafe und Reading ausgeliehen .
Als sich Bernd Leno gegen Ende der Saison 2019/20 verletzte, wurde Martinez zu neun Einsätzen eingezogen, was ihm mit Abstand die meisten in einer einzigen Saison für die Gunners gelang.
Er verdiente sich positive Ansichten für eine Reihe hervorragender Leistungen, unter anderem im FA-Cup-Finale gegen Chelsea, in dem er wichtige Paraden machte, um der Mannschaft aus Nordlondon zu helfen, den Pokal zu holen.
Es war dieser kleine Lauf im Team, der letztendlich zum Wechsel zu Aston Villa führte, da Martinez den Wunsch äußerte, nur bei Arsenal zu bleiben, wenn er die erste Wahl wäre.
Bei Villa hat er sich zu einem der beständigsten Torhüter der Premier League weiterentwickelt.
In seiner ersten Saison 2020/21 hielt er 15 Gegentore.