W 1934 pisarz wraz z żoną wyjechał do Moskwy na kongres pisarski, w którym uczestniczyli również sympatyzujący z komunizmem pisarze zachodni m.in. Louis Aragon. Zdobyta tam wiedza na temat komunistycznego państwa radzieckiego wpłynęła na poglądy i postawę Martinsona. W związku z tym później, w latach wojny radziecko-fińskiej 1939-1940 najpierw aktywnie nawoływał do wyruszenia na front, a następnie jako ochotnik zaciągnął się do szwedzkiego korpusu i brał czynny udział w kampanii wojennej, pracując na tyłach wojsk. Przeżycia z okresu wojny radziecko – fińskiej opisał w książce "Verklighet till döds" ("Rzeczywistość do śmierci"), 1940. Udział w wojnie doprowadził do nawrotu choroby płuc, przez co pisarz został zdemobilizowany.