miejscu.
9 czerwca 2011 roku zastąpił Luisa Garcíę Plazę na stanowisku trenera Levante UD. Włodarze Granotes (Żab) postawili przed nim jasny cel - utrzymanie w Primera División. Debiut Martíneza w najwyższej klasie rozgrywkowej przypadł na dzień 28 sierpnia. Na Coliseum Alfonso Pérez jego drużyna zremisowała z miejscowym Getafe CF 1-1. Od 4. do 10. kolejki klub z Walencji odnosił same zwycięstwa, pokonał m.in. późniejszego mistrza, Real Madryt, który zakończył rozgrywki z jedynie dwoma porażkami na koncie. Przez pewien czas, dzięki swojej kapitalnej postawie, Levante przewodziło nawet tabeli La Liga, a ostatecznie zajęło 6. miejsce, gwarantujące start w Lidze Europy. W następnym sezonie wyeliminowało tam Motherwell, Helsingborg, FC Twente (dwa ostatnie w fazie grupowej) i Olympiakos SFP, odpadło dopiero po rywalizacji z Rubinem Kazań (0-0, 0-2 po dogrywce) w 1/8 finału. W Primera División 2012/2013 Levante uplasowało się na 11. lokacie. Trener zdecydował, że nie przedłuży wygasającego z końcem sezonu kontraktu.
17 czerwca 2013 roku Martínez podpisał dwuletnią umowę z Realem Valladolid. Współpracę z tym klubem zakończył jednak już po roku, bowiem prowadzeni przez niego Pucelanos opuścili szeregi La Liga (19.