Während seiner Laufbahn nahm Martín López-Zubero an drei Olympischen Spielen teil und gewann bei den Olympischen Spielen 1992 in Barcelona die Goldmedaille über 200 m Rücken. Außerdem wurde er bei den Weltmeisterschaften 1991 und 1994 Weltmeister über 200 m Rücken. Auch bei Europameisterschaften war er sehr erfolgreich und konnte fünf Titel erringen.