Durante los sucesos de mayo de 1937, los anarquistas le ofrecieron el mando de la rebelión, pero Martínez Monje lo rechazó. A finales de 1937, y junto a otros militares como los Generales José Asensio Torrado y Toribio Martínez Cabrera, o el Coronel José Villalba Rubio fue encarcelado y se abrió un proceso para determinar su responsabilidad ante la pérdida de Málaga, siendo acusado de traición. A mediados de 1938 fue absuelto, y en noviembre de 1938 rehabilitado, aunque a partir de dicha fecha no se tiene constancia de que ejerciera ningún mando.