Martinsen startet sin karriere i Råde, før han deretter tok turen til Moss Fotballklubb i 2002. Etter fire år i MFK gikk han videre til Fredrikstad, der han spilte til og med 2014-sesongen. Fra 2015-sesongen var Martinsen og Jon André Fredriksen spillende trenere for Råde IL.