1988-ban a csapat motorbeszállítót váltott, és visszatért a Cosworth-hoz. Miután Giancarlo Minardi megelégelte, hogy Campos sorozatosan nem kvalifikálja magát a versenyeken, visszahívta Martinit, aki már első nagydíján pontot szerzett egy hatodik helyezéssel, mint motorszállítókkal együttműködve. Amikor a Pirelli 1989-ben visszatért a Formula–1-be, a Minardi megvált a Goodyear gumiktól, és hozzá szerződött. Az 1989-es év volt az olasz csapat legsikeresebb évadja, pontosabban csak a szezon második része. A brit nagydíjon Martini ötödik lett, míg Luis Perez-Sala hatodikként fejezte be a futamot. Portugáliában az ötödik rajtrácsot szerezte meg az időmérő edzésen és ugyanazon a helyen ért célba is. Az 1990-es évek elején a csapat még sikeresebb lett. Több olasz versenyzőnek náluk volt először alkalma, hogy a legmagasabb géposztályban szerepeljen. (Alessandro Nannini, Pierluigi Martini és Gianni Morbidelli). Martini neve szinte összeforrott az évek során az csapattal. Itt debütált 1985-ben, itt szerezte első pontját (1988-as amerikai nagydíj), ő szállította a csapat egyetlen első rajtsoros eredményét az időmérő edzéseken. (1990-es amerikai nagydíj, ahol sok más versenyző is kisebb-nagyobb meglepetést szerzett a produkciójával.) Ő volt a csapat egyetlen versenyzője, aki versenyt vezetett, igaz, csak 1 kör erejéig (1989-es portugál nagydíj), valamint ő érte el a Minardi valaha volt legjobb eredményét is, egy 4. hellyel.