Il richiamo alle armi lo costrinse a ritornare in Italia nel 1940. Nel 1942 fu inviato come geniere sul fronte francese. Il suo reparto fu inizialmente di stanza a Villefranche-sur-Mer, in Costa Azzurra, e poi nelle regioni più interne, dove i molti disagi crearono a Martini problemi di salute che ne imposero il distaccamento a Crema, dove ultimò quei lavori che avrebbero dovuto essere esposti alla mostra nazionale «Pittori in arme» in allestimento a Roma.