Martinsson on pelannut Ruotsin A-maajoukkueessa 13 ottelua tehden neljä syöttöpistettä. Hän teki A-maajoukkuedebyyttinsä Euro Hockey Tourin ensimmäisessä kaksoismaaottelussa 21. huhtikuuta 2016 Södertäljessä Venäjää vastaan. Martinsson merkittiin Ruotsin nelospuolustajapariin Emil Johanssonin viereen. Hän keräsi ottelusta tehomerkinnän +1. Martinsson putosi lopulta viimeisten joukossa saman kevään MM-joukkueesta.