W 2001 roku Martínez został powołany do reprezentacji Paragwaju na Copa América. Na tamtym turnieju, zakończonym przez Paragwaj na fazie grupowej, nie zagrał jednak w żadnym meczu. 26 marca 2003 roku w zremisowanym 1:1 towarzyskim meczu z Meksykiem zadebiutował w drużynie narodowej.