Manchester United 1 września 2015 Martial podpisał 4-letni kontrakt z opcją przedłużenia o kolejny rok z angielskim Manchesterem United. 12 września zadebiutował w nowych barwach, zmieniając Juana Matę w 65. minucie spotkania ligowego z Liverpoolem, a 21 minut później ustalając wynik na 3:1. Ta sama bramka została wybrana przez kibiców Manchesteru bramką miesiąca, a sam zawodnik otrzymał nagrodę piłkarza września w Premier League. 27 maja 2024 roku Martial ogłosił na swoich mediach społecznościowych, że wraz z wygaśnięciem umowy z Manchesterem United zostanie wolnym agentem.
Sevilla 25 stycznia 2022 udał się na półroczne wypożyczenie do Sevilli.
AEK Ateny 19 września 2024 roku przeniósł się do greckiego AEK Ateny, w którym rozegrał 24 spotkania, strzelając 9 bramek.
CF Monterrey 12 września 2025 roku przeniósł się do meksykańskiego CF Monterrey.
Statystyki klubowe (aktualne na 12 grudnia 2025) KlubSezonLigaLigaPuchar krajuPuchar ligiEuropaUwzględniono:Liga Mistrzów UEFA – 40 (6)Liga Europy UEFA – 30 (8)kwalifikacje do Ligi Mistrzów UEFA – 4 (1)