Op 27 september 2007 werd hij gekozen tot voorzitter van de PAN. Vanwege de slechte resultaten van zijn partij bij de algemene verkiezingen van 2009 trad hij af als partijvoorzitter. Hij keerde terug naar de La Salle Universiteit en werd daar directeur van de rechtenfaculteit. In 2018 stapte Martínez over naar Morena en werd namens die partij gekozen tot senator tijdens de algemene verkiezingen van 2018.