この年にイギリスからモナコに移住した。2005年シーズンは前年とは打って変わって苦難の連続であった。開幕のオーストラリアGPでは最後尾スタートから決勝14位に留まり、巻き返しを期したマレーシアGPではウイルス性の発熱により欠場の憂き目にあった。第4戦サンマリノGPでは5位入賞でシーズン初ポイントを獲得したはずがマシンの重量不足でレギュレーション違反の裁定を下されリザルトを取り消された。加えてB・A・RはスペインGP、モナコGPの2レースの出場停止処分を科されたため、ほとんどまともにレースができないままシーズン序盤を浪費してしまった。後半に入るとバトンが復調していくのに対して琢磨の調子は戻らず、最終的にドライバーズポイントはハンガリーGPでの8位入賞による1ポイントのみと、デビュー以来最低の成績に沈んだ。2005年は琢磨はもとより、B・A・Rというチーム全体が混乱したシーズンとも言えたが、サーキット以外の部分でもそれは収まらず、琢磨自身もそれに巻き込まれていった。ウィリアムズに移籍するはずだったバトンが突如残留。もうひとつのシートについても、ルーベンス・バリチェロのフェラーリからの移籍が決定していたことから、佐藤は2006年シーズンのB・A・Rでのレギュラードライバーの座を失うことになる。
2004年シーズンはB・A・Rのレギュラードライバーに昇格。この年のマシン「B・A・R 006」が速さを見せ、各レースで上位争いに加わっていく。このシーズンは、スペインGP、アメリカGP、ハンガリーGPにおいて予選3位を記録するなど速さを見せ付ける。しかし、前半戦においては、マシントラブルなどでリタイヤしたレースがいくらかあり、ポイント獲得の機会を失う場合もあった。この悪い流れに反するように、ヨーロッパGPで日本人初のセッションリーダー（予選1回目）、フロントロー獲得、ラップリーダーを記録。さらにアメリカGPで日本人最高位タイの3位フィニッシュを果たした。この年のB・A・Rは、チームメイトのジェンソン・バトンが2位表彰台を4回、3位表彰台を6回獲得するなど、非常に力強い戦闘力を保持し、フェラーリに次ぐコンストラクター2位を獲得した。
2003年シーズンは、翌2004年以降のレギュラー・ドライバー昇格のオプション付でリザーブ兼テスト・ドライバーとしてB・A・Rに移籍。リザーブドライバーの立場でレースチームに全戦帯同し、レースの合間にはテスト走行をこなすこととなった。最終戦日本GPでは、翌年のシートを失うことが確実になっていたレギュラー・ドライバーのジャック・ヴィルヌーヴがモチベーションを失って急遽参戦を取り止めたために代役で出走。約1年ぶりの実戦となったが、6位入賞を果たす。この入賞で獲得した3ポイントによってB・A・Rはコンストラクターズランキングでザウバーを逆転した。また、この年にはF1以外の活動として、自転車選手だった経歴を活かして「ツール・ド・フランス」の一般参加部門である「エタップ・ド・ツール」にもゲストとして出場している（アキレス腱痛により途中リタイア）。
マルティネリは高齢者に対する月額100ドルの年金、最低賃金の引き上げ、学生の制服や必要品にかかる費用負担など、貧困削減のために多くの政策を打ち出した。大統領としての最初の一年で、マルティネリは二度、手続きの簡素化や税率の軽減、徴収率の向上を目的とする税制改革を提唱し、その法案に署名した。これによって、所得水準に基づく分類は5グループから2グループとなり、法人税率は25%に削減され、滞納税の徴収は民間に委託された。フィッチ・グループのスポークスマンは「税制改革は、持続可能な財政政策という政府の公約を実証した」と述べた。マルティネリ政権はまた、2010年に向こう4年間のうちにインフラに200億ドル以上を投入することも計画した。これは国際的な物流拠点としてのパナマの役割を高め、外国直接投資を呼び込むために立案された。計画では道路や病院、下水道、学校、パナマ市地下鉄に大規模な投資を行うことがうたわれた。フィッチ・グループはこの計画を、「パナマの非常に好ましい投資サイクル」の一部である「野心的な公共投資計画」と呼んだ。マルティネリはまた、大統領就任の2年以上前にすでに署名されていながら最終的な詰めが終わっていなかった、米・パナマ貿易振興協定に最終的な認可を与えた。彼は大統領就任にあたって、この協定の締結を最重要事項に指定していた。同協定は2011年10月13日に、米連邦議会で批准された。2010年、フィッチやムーディーズ、スタンダード・アンド・プアーズはパナマ国債の格付けを「投資対象として適格」に引き上げた。マルティネリの大統領就任以降、フィッチは二度パナマ国債の格付けを引き上げ、スタンダード・アンド・プアーズも見通しを「ポジティブ」に修正してそれに続いた。フィッチの引き上げは、「就任以降、税制改革を議会で二度押し通した保守派大統領の勝利」と書き立てられた。一方で、『エコノミスト』誌は2011年に、地下鉄契約の入札をめぐる汚職疑惑や、法律が執行されなかったためにパナマ市郊外の富裕な地区が汚水であふれたことを引き合いに出して、外国からの投資には「法の支配に対する疑念」が依然としてネックになっていると伝えた。マルティネリは大統領在任中、その独裁的な行動を批判されていた。彼は大統領が再び選挙に立候補できるまでの期間を短縮しようと努め、その件で最高裁判所に告訴された。パナマ駐在のアメリカ大使であるバーバラ・J・スティーブンソンは2009年8月、マルティネリから彼の政敵を盗聴するように求められたことを国務省に報告し、マルティネリの「おどすような話しぶり」と「独裁的な傾向」に不満を表した。この公電の写しは2010年12月、WikiLeaksによって公開された。この漏えいの後、マルティネリ政権は「政治家の電話の盗聴に助けを求めたことは決してない」と述べ、問題の内容はスティーブンソンの「勘違い」だったとした。2011年12月、かつての軍事政権の指導者であるマヌエル・ノリエガの身柄が、マルティネリ政権によってフランスからパナマに移送された。批評家はこの件について、マルティネリが行政の不祥事から国民の注意をそらすために要請したものだと非難したが、この非難はフランスとパナマの両政府から否定された。マルティネリがイタリアのシルヴィオ・ベルルスコーニ首相の補佐官であるヴァルター・ラヴィトーラから賄賂を受け取っていたという主張を含むこの汚職事件は、彼の人気に傷をつけた。日本との関係では、2012年10月22日に東京で行われた野田佳彦首相との会談後、尖閣諸島問題をめぐって「日本の立場を支援してきた」と述べた。また、2013年7月にキューバを出航してパナマ運河を通過しようとした北朝鮮籍船舶の清川江号について、パナマ政府が麻薬密輸の容疑で停船させ臨検したところ、積み荷の砂糖で隠すようにミサイル関連機器が運ばれていたと発表されたには、マルティネリ自身もこの検査に立ち会った。2014年7月1日、大統領の任期満了により退任となった。後任は副大統領のフアン・カルロス・バレーラ。