Viết tiếp tục cho đoạn này - Vào ngày 2 tháng 2 năm 2017, đã có thông báo rằng Martínez đã ký hợp đồng gia hạn năm năm với St. Louis Cardinals trị giá 51 triệu đô la. Vào ngày 2 tháng 4 năm 2017, Martinez đã bắt đầu đêm mở màn đầu tiên trong sự nghiệp của mình, chơi với nhà vô địch World Series
Chicago Cubs tại sân vận động Busch. Anh ấy đã đánh 10 và không cho phép đi bộ và sáu hit trên hiệp. Anh ta nhận được một quyết định không có khi Randal Grichuk đánh một cú đánh đơn đi bộ ở cuối hiệp thứ chín. Tại Sân vận động Yankee vào ngày 15 tháng 4, Martínez đã đánh bại 11 người đánh bóng và đi bộ tám người, trở thành người đầu tiên ghi lại cả hai dấu hiệu đó trong cùng một trò chơi kể từ khi Randy Johnson vào năm 1993. Martínez đã hoàn thành hiệp trong trận thua 3-2 trước New York. Vào ngày 10 tháng 6, Martinez đã ném cả hai trò chơi hoàn chỉnh đầu tiên trong sự nghiệp và kết thúc trong khi cho phép bốn cú đánh khi Cardinals đánh bại Philadelphia Phillies 7 <unk> 0.