Han startet karrieren sin i Fram, og dro til Hammarby IF i 1996 der han ble en suksess. Han ble senere hentet til Stabæk av Anders Linderoth. I november 2001 ble han kjøpt av Stoke City, en klubb som på den tida hadde mange islendinger. Uheldigvis for Marteinsson, fikk manageren som kjøpte han sparken etter ca. en uke, og Marteinsson fikk aldri en ordentlig sjanse av den nye manageren. I 2003 gikk han tilbake til Hammarby IF, som ble trent av den tidligere Stabæk treneren Anders Linderoth. Han har også spilt 35 kamper for det islandske landslaget.