За то, что в бою, 23 ноября 1914 г., чтобы выбить засевшую в окопах около названной деревни немецкую роту пехоты, лично повел в атаку два эскадрона 4-го гус. Мариупольск. п.; будучи ранен пулей в правую ногу ниже колена (как оказалось с раздроблением обеих костей) продолжал скакать впереди всех, крикнув «вперед за мной»; но в этот момент лошадь, сделав несколько прыжков, пала мертвой на правый бок, придавив раненую ногу. Освободившись при помощи гусар и офицера из-под лошади, ген.-м. Мартынов снова поскакал на взятой у офицера лошади к опередившим его эскадронам, но едва доехал до них, как была убита под ним вторая лошадь, после чего, отдав все нужные распоряжения, ген.-м. Мартынов выбыл из боя. Настоящей атакой немецкая рота была выбита из окопов и поспешно отступила.
С 15 сентября 1915 состоял в резерве чинов при штабе Петроградского военного округа. В ноябре — декабре 1916 года был начальником штаба 1-го кавалерийского корпуса. 8 декабря 1916 года был назначен командующим 15-й кавалерийской дивизией.
С сентября 1919 года до февраля 1920 года состоял в резерве чинов при штабе Главнокомандующего ВСЮР.
В эмиграции в Болгарии, затем в Югославии. В 1928—1938 годах служил в Югославской армии. С 6 мая 1931 года состоял председателем Объединения елисаветградских гусар. Скончался в 1941 году в Дони-Михоляце.
