Vuelta a Bélgica
Tras el anuncio de la desaparición del equipo HTC-Highroad en 2012, Martín es fichado por el equipo belga Omega Pharma-Quick Step. En su primera temporada con este equipo gana la Vuelta a Bélgica por primera vez y nuevamente el Campeonato Mundial de Contrarreloj. Además, colabora con el equipo para ser también ser campeón del mundo por equipos.