Martens valittiin viimeiseen joukkueeseen vuoden 2019 FIFA:n naisten MM-kisoihin Ranskassa huolimatta siitä, että hänen suuri varvas oli loukkaantunut. Hän teki molemmat Hollannin maalit Japanin voittossa 2-1 kahdeksasottelussa, toinen kiistanalaisesta VAR-palkitusta rangaistuksesta. Kun hän juhli viime hetken voittoa Japania vastaan, - hänen joukkuetoverinsa Jill Roord astui hänen jalkaansa ja pahensi varpaankammoaan. Martens ei harjoitellut ennen Hollandian ottelua. Vaikka hänen vammansa pahentui, hän aloitti Italiaa vastaan ja pelasi kaikki 90 minuuttia ottelussa, joka päättyi Italia 0<unk>2 Alankomaat. Alankomaiden seuraavassa puolifinaaliottelussa Ruotsin kanssa hän aloitti, mutta hänet korvattiin pois, koska hän tunsi kipua varpaassaan ottelun alusta alkaen. Jackie Groenenin lisäajassa tekemän maalin ansiosta hollantilaiset pääsivät ensimmäistä kertaa naisten MM-finaaliin.
Yhdysvaltoja vastaan. Martens harjoitteli erikseen Alankomaiden joukkueesta ennen finaalia, ja finaalin aloittaminen oli "pelinpäivän päätös", koska manager Sarina Wiegman ei ollut erityisen varma Martenin loukkaantumisen kehityksestä. Martens aloitti vuoden 2019 naisten maailmanmestaruuskilpailun finaalin, mutta hänellä oli kova päähän törmäys Yhdysvaltojen puolustajan Kelley O'Haran kanssa, joka aiheutti heidän molemmat olleen kentällä muutaman minuutin ajan. Martens jatkoi peliä toiseen puoliaikaan, mutta kun Alankomaat myönsi kaksi maalia kymmenen minuutin sisällä, hän vaihdettiin Jill Roordille 70. minuutissa. Tilanne pysyi täysillä, ja hollantilaiset hävisivät lopullisen 2-0.