Pero sus obligaciones en este nuevo cargo no le impedían trasladarse con relativa frecuencia a Santiago, logrando de este modo ser testigo presencial del proceso revolucionario iniciado en septiembre de 1810.
Sin embargo, sabía que su labor podría ser entorpecida al estar muy encima los hechos y al pulular aún por ahí muchas personalidades con poder que habían participado en el movimiento, por lo cual solicitó a Osorio un traslado a España.
Tras ello debió escapar del país y se puso en rumbo a Lima, en donde fue acogido por su amigo Mariano Osorio.
Tras la nueva derrota realista en Maipú, Martínez salvó a Osorio de caer en manos patriotas, pues lo llevó por los senderos que él conocía hacia Bucalemu.
En San Luis permaneció hasta 1820; pocos años más tarde se le trasladó a Mendoza, en donde permaneció hasta 1825, año en que consiguió por fin el ansiado permiso para regresar a España después de siete años de cautiverio, efectuándolo por la vía de Buenos Aires.