I 1722 gikk Martini inn i minorittordenen. Han foretok lange reiser der han utelukkende konsentrerte seg om musikkutdannelse. I 1725 ble han kapellmester ved fransiskanerkirken i Bologna og tiltrakk seg oppmerksomhet på grunn av sine komposisjoner. Musikkskolen som han grunnla her ble drevet helt inn på 1800-tallet og utdannet flere kjente italienske og utenlandske kunstnere. Som lærer foretrakk han den gamle romerske komposisjonstradisjonen. Han var en betydningsfull pedagog og musikkteoretiker med et bibliotek på rundt 15.000 bind, og i musikalske spørsmål ble han regnet som høyeste instans og rådspurt i flere stridsspørsmål.