Martinsson saavutti hopeaa 3 x 5 kilometrin matkalla sekä vuoden 1964 olympialaisissa että vuoden 1968 olympialaisissa. Vuoden 1968 olympialaisissa Martinsson sijoittui neljänneksi sekä 5 kilometrin että 10 kilometrin kilpailussa. Hiihdon MM-kisoissa hän sai kaksi mitalia, hopeaa vuonna 1962 ja pronssia vuonna 1966, molemmat mitalit 3 x 5 kilometrin matkalla. Molemmissa MM-kisoissa hän sijoittui 10 kilometrillä kuudenneksi.