Marthinsson ble arrestert 14. mars 1941 og dømt til døden. Han ble holdt fanget i Ulven fangeleir. Den 16. juli 1941 klarte han å flykte fra fangenskapet sammen med Carl Wilhelm Müller. Flukten skjedde mens de var i en utekommando på et arbeidsfelt tilknyttet fangeleiren. De tok seg til Skottland med båt og ankom Lerwick i Shetland.