Martelli tuli esiin ja sai huomion Torinon johtajilta, jotka allekirjoittivat sopimuksen hänen kanssaan vuonna 1946. 72 ottelussa ja 10 maalilla hän auttoi "Grande Torinon" voittamaan kolme Serie A -tittelin vuonna 1947, 1948
ja vuonna 1949. Valentino Mazzola neuvoi häntä olemaan aina aggressiivisempi.