Legsikeresebb szépirodalmi műve az Oxfordi sorozat (Crímenes imperceptibles, 2003). Martíneznek ezért a regényért megjelenésének évében odaítélték a Planeta-díjat. A művet számos nyelvre lefordították, a magyar kiadás 2007-ben jelent meg az Európa KönyvkiadóModern Könyvtár című sorozatában. 2007-ben Álex de la Iglesia rendező filmet forgatott a regényből.
Könyvei
1989 – Infierno grande (novellák)
1993 – Acerca de Roderer (regény)
1998 – La mujer del maestro (regény)
2003 – Borges y la matemática (esszék, Borges és a matematika, 2010)
2003 – Crímenes imperceptibles (regény, Oxfordi sorozat, 2007)
2005 – La fórmula de la inmortalidad (esszék)
2007 – La muerte lenta de Luciana B. (regény)
Magyarul
Oxfordi sorozat; ford. Kutasy Mercédesz; Európa, Bp., 2007 (Modern könyvtár)
Borges és a matematika; ford. Kutasy Mercédesz; Európa, Bp., 2010 (Mérleg)
Luciana B. lassú halála; ford. Kutasy Mercédesz; Európa, Bp., 2011