Участвовал в боях советско-финляндской войны, будучи командиром эскадрильи 48-го скоростного бомбардировочного авиаполка 18-й скоростной бомбардировочной авиабригады 7-й армии Северо-Западного фронта. За время войны совершил 46 боевых вылетов на бомбардировку скоплений финской боевой техники и живой силы. 2 февраля1940 года во время боевого вылета самолёт Мартынова был подбит, однако лётчик продолжил выполнять задание, и лишь после его завершения долетел до ближайшего аэродрома и произвёл посадку[1].
Участвовал в боях Великой Отечественной войны. В июле 1944 года Мартынов окончил курсы усовершенствования офицерского состава, в 1951 году — Военную академию Генерального штаба. Служил на высоких должностях в Военно-воздушных силах СССР.
В марте 1970 года в звании генерал-лейтенанта Мартынов был уволен в запас. Проживал в Москве.
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1988. — Т. 2 /Любов — Ящук/. — 863 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-203-00536-2.
Герои Советского Союза. Справочник / Воробьев В. П., Ефимов Н. В. — СПб.: Аграф+, 2010. — 638 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-9529-0041-7.