Esta posición le hizo ganarse una manifiesta antipatía entre muchos sectores. De hecho, con la proclamación de la Segunda República en 1931, Martín Báguenas no simpatizó con el nuevo régimen. En mayo de 1931, tras los incidentes relacionados con la quema de conventos, fue suspendido de servicio y finalmente separado del cuerpo. Según contaría posteriormente Carlavilla, fue él quien atrajo a Martín Báguenas a la conspiración antirrepublicana que acabaría desembocando en «La Sanjurjada» de agosto de 1932. Martín Báguenas pasó a colaborar con los conjurados en calidad de informador, cobrando un sueldo mensual de 1500-5000 pesetas. Todo esto no impidió que posteriormente fuera reintegrado en la policía y llegase a ocupar importantes puestos, como jefe del Grupo Especial de la Presidencia del Consejo de Ministros —encargado de la protección de la residencia del jefe del gobierno—, jefe superior de Policía de Madrid, delegado de Orden Público en Cataluña y comisario-jefe del Cuerpo de Investigación y Vigilancia, disponiendo además de una gran libertad de movimiento. El historiador Alberto Reig Tapia lo considera un «Fouché» de la época. En septiembre de 1935, poco antes de la caída del gobierno presidido por Alejandro Lerroux, este propuso a Martín Báguenas para el cargo de Director general de Seguridad. Sin embargo, el Presidente de la República no respaldó a Lerroux y se negó a firmar el nombramiento, quedando el mismo en nada.