En estos hechos detuvo como prisionero al entonces comandante general de Tabasco, Francisco Palomino y logró que todos los poderes constitucionales del estado secundaran la rebelión.

El comandante de Campeche, José R. Gil, fiel a Bustamente, atacó a las fuerzas de Martínez en la denominada segunda invasión de los Chenes; pero resultó derrotado en el punto denominado Acachapa, tras lo cual Martínez pudo aun hacerse del control de cuatro goletas que remitió a Veracruz en apoyo a Santa Anna.

A principios de 1834 comenzó en Tabasco el enfrentamiento entre los políticos liberales, partidarios de las reformas que a nivel nacional encabezaba el presidente Valentín Gómez Farías, encabezados en el estado por el gobernador Manuel Buelta, y las fuerzas conservadoras partidarias de Santa Anna entre las que se contó Martínez de Lejarza, agudisándose los enfrentamientos entre ambos personajes.

Como tal, organizó una sección de 400 hombres que bajo el mando del coronel Rafael Vázquez fue enviada de Santa Anna que combatía contra los colonos texanos sublevados contra el gobierno mexicano.

En julio de 1840 combatió en las tropas de Gabriel Valencia a la sublevación federalista que acaudillada por el general José Urrea, había tomado Palacio Nacional y capturado al presidente Anastasio Bustamante y su gobierno, y que fue finalmente derrotada; pero cerca de un año después, en 1841, secundó nuevamente a Valencia pero esta vez siendo uno de los principales jefes sublevados contra Bustamante, rebelión que finalizó con la caída de ése y la nueva elevación a la presidencia de Santa Anna, basándose para ella en el plan que pasó a la historia como las Bases de Tacubaya.

Posterior a ello, fue nombrado por el entonces gobernador de Chihuahua, general Francisco García Conde, como comandante general e inspector de presidios militares en Chihuahua, cargo que le daba el carácter de segundo jefe militar del departamento.

Por segunda ocasión desempeñó la gubernatura chihuahuense entre el 26 de junio y el 29 de agosto de 1843, sustituyendo en esta ocasión al general Mariano Monterde, quien se separó del cargo para encabezar las tropas que acudieron a Nuevo México a defender dicho territorio contra una invasión de texanos separatistas.