Le , est annoncé le transfert de Lisandro Martinez à l'Ajax Amsterdam. Il joue son premier match sous ses nouvelles couleurs le 27 juillet 2019 face au PSV Eindhoven lors de la Supercoupe des Pays-Bas 2019. Il est titulaire puis remplacé par Lasse Schöne lors de cette rencontre remportée par son équipe (2-0). Il fait sa première apparition en Eredivisie le 3 août suivant, lors de la première journée de la saison 2019-2020 face au Vitesse Arnhem où il est à nouveau titularisé (2-2). Trois jours plus tard il joue son premier match de Ligue des champions, lors d'une rencontre qualificative face au PAOK Salonique. Il est titulaire et les deux équipes se séparent sur un score nul de deux partout.