В 2014 году Мартоян стал одним из наиболее известных представителей армянской общины Крыма, принявших участие в деятельности так называемого «народного ополчения» и сыгравших значительную роль в присоединении полуострова к России, тогда как руководство «Крымского армянского общества» открыто выступило в поддержку референдума. 23 февраля 2014 года около здания Верховного совета Автономной Республики Крым в составе ополчения под командованием Михаила Шеремета были сформированы десять рот, вступившие в столкновения с крымскими татарами — сторонниками Меджлиса крымско-татарского народа, выступившими против проведения референдума. Мартоян стал командиром 4-й роты 1-го сводного полка «ополчения». Видел себя защитником Крыма от «фашистской чумы», не позволившим «неофашистам топтать сапогом крымскую землю».