Der 1,76 m große Martin Poglajen gewann bei den Europameisterschaften 1964 in West-Berlin hinter seinem Landsmann Anton Geesink die Silbermedaille in der offenen Klasse. Im Jahr darauf gewann er im Mittelgewicht bei den Europameisterschaften 1965 in Madrid den Titel gegen den Franzosen Patrick Clement. 1966 erkämpfte Poglajen eine Bronzemedaille bei den Europameisterschaften 1966 in Luxemburg. 1967 erreichte Poglajen das Finale bei den Weltmeisterschaften 1967 in Salt Lake City. Nach seiner Niederlage gegen den Japaner Eiji Maruki erhielt er die Silbermedaille.