W seniorskiej reprezentacji Meksyku Martínez zadebiutował za kadencji selekcjonera Enrique Mezy, 25 października 2000 w przegranym 0:2 meczu towarzyskim z USA. W 2001 roku został powołany przez szkoleniowca Javiera Aguirre na turniej Copa América, gdzie pozostawał jedynie rezerwowym dla Óscara Péreza i wystąpił w jednym z sześciu spotkań, zaś jego kadra zdołała wówczas dotrzeć aż do finału, przegrywając w nim ostatecznie z Kolumbią (0:1). Rok później znalazł się w składzie na Złoty Puchar CONCACAF, podczas którego rozegrał dwa z trzech meczów, natomiast Meksykanie, występujący wówczas w składzie złożonym z grających w krajowej lidze i niedoświadczonych w drużynie narodowej zawodników, odpadli z rozgrywek w ćwierćfinale. Swój bilans reprezentacyjny zamknął ogółem na czterech rozegranych spotkaniach, w których przepuścił dwa gole.