I 1333 var Martini i Firenze og arbeidet sammen med sin svoger Lippo Memmi. I 1339 besøkte han pavehoffet i Avignon, hvor han ble god venn med Petrarca; man vet at han malte et portrett av Petrarcas (senere forsvunnet). «Sikkert har min venn Simone en gang sett Paradiset,» sa Petrarca, og det var Martinis bilde av det jordiske paradiset som scene for den høviske kjærligheten som kom til å påvirke den internasjonale gotikkens kunstnere i hele Europa.