Zijn interlanddebuut maakte Martínez op 6 januari 2001 in de thuiswedstrijd tegen Guatemala. De Costa Ricaanse bondscoach Alexandre Guimarães liet hem in de aanloop naar het WK 2002 centraal in de verdediging spelen. Op het WK zelf speelde hij als basisspeler mee. Martínez werd tevens geselecteerd voor het WK 2006.