Воспитанник челябинской хоккейной школы, с 2008 по 2011 годы выступал за «Мечел». В 2011 году перешёл в красноярский «Сокол» за который провёл 9 матчей, после чего перешёл в фарм-клуб «Локомотива» — «Локомотив ВХЛ». После завершения выступления клуба стал игроком новокузнецкого «Металлурга», за который сыграл 43 матча в КХЛ, а затем «Сибири». Сезон 2014/15 начал в «Локомотиве», но уже в ноябре перешёл в «Трактор»[1].
13 мая 2016 года в результате обмена перешёл в «Авангард». В мае 2020 года стал игроком «Металлурга» (Магнитогорск)[2].
В мае 2022 года подписал двухлетнее соглашение с «Динамо»[3].
6 мая 2024 года «Сибирь» объявила о подписании однолетнего контракта с Мартыновым[4]. 31 мая 2025 года «Сибирь» объявила о завершении контракта с Мартыновым[5].