Anteriormente jugó para los Houston Astros, Detroit Tigers, Arizona Diamondbacks, los Boston Red Sox y Los Angeles Dodgers.Martínez asistió a Flanagan High School en Pembroke Pines, Florida , y se graduó en 2006.En cambio, asistió a la Nova Southeastern University (NSU), donde jugó béisbol universitario para los Sharks desde 2007 hasta 2009.Fue firmado por Greg Brown, quien ahora es el entrenador en jefe de NSU.[3] Comenzó la temporada 2011 con Corpus Christi antes de ganar un ascenso a las grandes ligas.[4] Se convirtió en el primer jugador reclutado de la Universidad Nova Southeastern en debutar en las Grandes Ligas.Martínez estaba empatado en el tercer lugar en la Liga Americana en jonrones durante junio.[17] Martínez terminó la postemporada con un doble, dos jonrones y cinco carreras impulsadas en tres juegos cuando los Tigres fueron barridos por los Orioles.Sus 109 carreras creadas en el octavo lugar y su OPS de .897 en el noveno.Tuvo el porcentaje más alto de bolas bateadas con fuerza en las mayores (42,8%).En el momento de la lesión, Martínez estaba bateando (.286) con 12 jonrones y 39 carreras impulsadas.[32] Durante la temporada 2017 con los Tigres, Martínez bateó (.305) con 16 jonrones, 39 carreras impulsadas y un OPS de (1.018.)Bateó (.300) con 99 jonrones, 285 carreras impulsadas y un OPS de (.912) durante cuatro temporadas con los Tigres.[34] Conectó un jonrón en la séptima, octava y novena entrada, convirtiéndose en el primer jugador de la era moderna en hacerlo.Se convirtió en el quinto jugador en alcanzar los 40 jonrones mientras jugaba para dos equipos diferentes en una temporada.Fue el cuarto honor semanal de Martínez en 2017, convirtiéndolo en el primer jugador con cuatro en la misma temporada desde que se creó el premio en 1974.[39] Martínez fue nombrado Jugador del Mes de la Liga Nacional en septiembre, jugando 24 partidos y bateando 18 jonrones, (.404) (40 de 99), ocho dobles, 24 carreras anotadas y 36 carreras impulsadas.[42] Después de la temporada, Martínez se convirtió en agente libre por primera vez en su carrera.[53] Martínez terminó la temporada 2018 con 43 jonrones y 130 carreras impulsadas, lo que lideró la MLB.Lideró a los Medias Rojas en jonrones, carreras impulsadas y hits.Los Medias Rojas pasaron a ganar el juego, capturando su noveno título de Serie Mundial.[55] También se convirtió en el primer jugador en ganar dos premios Silver Slugger en la misma temporada: uno como jardinero y otro como bateador designado.[61] Después del último partido del equipo, cuando se le preguntó sobre la posibilidad de permanecer con los Medias Rojas un año más, Martínez comentó: "No me importa moverme, Me gusta"[62] Sin embargo, el 4 de noviembre, su agente Scott Boras anunció que Martínez no ejercería su opción de exclusión voluntaria y permanecería en Boston.[63] Durante la temporada 2020 que se retrasó en el inicio, Martínez fue nuevamente el principal bateador designado de Boston.[64] En general con los Medias Rojas de 2020, bateó (.213) con siete jonrones y 27 carreras impulsadas en 54 juegos.[65] El 10 de abril, estuvo brevemente en la lista relacionada con COVID, perdiéndose un juego.Se convirtió en el quinto jugador en la historia en conectar tres jonrones en un juego para tres equipos diferentes después de Johnny Mize , Dave Kingman , Alex Rodríguez y Mark Teixeira..[70] Martínez reside en Fort Lauderdale, Florida, durante la temporada baja.