Viết tiếp cho đoạn này - Martínez đã chơi với đội tuyển U21 Argentina tại Giải vô địch thiếu niên Pan American 2012, Cúp Sultan of Johor 2013 và Cúp thế giới thiếu niên 2013 trước khi anh ra mắt đội tuyển chính vào năm 2014 tại Thế vận hội Nam Mỹ 2014. Anh ấy đã giành huy chương vàng tại giải đấu đó và ghi bốn bàn thắng. Anh cũng là một phần của đội tuyển Argentina giành huy chương đồng tại World Cup 2014
, đó là World Cup đầu tiên của anh ấy. Năm 2018, anh được chọn tham dự World Cup 2018, nơi anh ghi hai bàn thắng trong bốn trận đấu. Vào tháng 7 năm 2019, anh được chọn trong đội tuyển Argentina cho Thế vận hội Pan American 2019. Họ giành huy chương vàng bằng cách đánh bại Canada 5-2 trong trận chung kết.