Током јуниорске каријере освојио је Лијеж—Бастоњ—Лијеж и био је на проби у француским тимовима Сожасун и ФДЈ. Професионалну каријеру почео је 2016. у тиму Ванти—груп гобер, а 2017. је освојио Ђиро дела Тоскана трку и возио је Тур де Франс по први пут. Године 2020. прешао је у Кофидис, са којим је Тур де Франс завршио на 11 мјесту и возио је Вуелта а Еспању по први пут, гдје је освојио брдску класификацију и добио је награду за најагресивнијег возача на три етапе. Године 2021. завршио је Тур де Франс на осмом, а Вуелта а Еспању на деветом мјесту, док је 2022. освојио Тур де л’Ен трку и по први пут је возио Ђиро д’Италију, коју је завршио на 14 мјесту.
Године 2023. завршио је Критеријум ди Дофине на шестом и Тур де Франс на десетом мјесту.
Каријера
2016—2019
Професионалну каријеру почео је 2016. године у тиму Ванти—груп гобер, а током прве сезоне завршио је Тур оф Аустрија трку на другом мјесту, минут и 17 секунди иза Јана Хирта.[5] Године 2017. возио је Тур де Франс по први пут,[6] гдје је осму етапу завршио на трећем мјесту, 50 секунди иза Лилијана Калмежана,[7] а Тур је завршио на 23 мјесту у генералном пласману.[8] У финишу сезоне освојио је Ђиро дела Тоскану испред Ђованија Висконтија, након побједе на другој етапи.[9] Године 2018. освојио је трку Сиркуит де ла Сарт 16 секунди испред сувозача Ксандра Мериса, уз једну етапну побједу.[10] На Критеријуму ди Дофине је двије етапе завршио у првих десет и завршио је на 12 мјесту у генералном пласману,[11] након чега је возио Тур де Франс, коју је завршио на 21 мјесту у генералном пласману и на трећем мјесту у класификацији за најбољег младог возача, иза Пјера Латура и Егана Бернала.[12]
Године 2019. завршио је Трофео сес Салинес, први од класика у оквиру Челенџа Маљорка, на другом мјесту, 11 секунди иза Хесуса Ераде,[13] након чега је завршио Ђиро ди Сицилију на другом мјесту, 42 секунде иза Брендона Макналтија, уз етапну побједу на последњој етапи, када је са шестог дошао на друго мјесто у генералном пласману.[14] У јуну је возио Критеријум ди Дофине, гдје је на другој етапи напао заједно са још неколико возача на 35 km, након што су достигнути Том Димулен и Жилијен Алафилип који су били у бијегу; у финишу се одвојио заједно са Диланом Тунсом, који га је побиједио у спринту, остварио етапну побједу и узео лидерску мајицу, док је Мартен дошао на друго мјесто у генералном пласману, три секунде иза.[15] У наставку трке губио је вријеме на брдским етапама и завршио је на 17 мјесту у генералном пласману.[16] У јулу је возио Тур де Франс, гдје ниједну етапу није завршио у првих десет, а Тур је завршио на 12 мјесту у генералном пласману, 22 минута иза Бернала.[17] Крајем августа је Тур де Лимузен трку завршио на трећем мјесту, 17 секунди иза Беное Коснефрое, а последњу, четврту етапу, завршио је на другом мјесту, изгубивши у спринту од Франческа Гавација.[18] У финишу сезоне завршио је Меморијал Марко Пантани на трећем мјесту у групном спринту, иза Алексеја Луценка и Дијега Росе.[19]
2020—
На почетку 2020. прешао је у Кофидис.[20] На почетку сезоне возио је Вуелту а Сан Хуан, коју је завршио на седмом мјесту у генералном пласману и освојио је брдску класификацију.[21] У марту је возио Париз—Ницу у марту, коју је завршио на 12 мјесту у генералном пласману,[22] након чега је прекинута читава сезона у бициклизму због пандемије ковида 19, а трке су или одложене или отказане.[23][24][25] Након што се сезона наставила у августу, завршио је Критеријум ди Дофине на трећем мјесту у генералном пласману, иза Данијела Мартинеза и Тиба Пиноа.[26] У наставку сезоне возио је Тур де Франс, гдје је на четвртој етапи остао са групом фаворита до краја и у спринту је завршио на трећем мјесту, иза Приможа Роглича и Тадеја Погачара и дошао је до петог мјеста у генералном пласману.[27] На седмој етапи се група због вјетра раздвојила и Погачар, Ричи Порт, Микел Ланда, Естебан Чавез и Бауке Молема су изгубили преко минут, захваљујући чему је дошао до трећег мјеста у генералном пласману.[28] На етапи 13, чији је циљ био на успону Пиј Мари изгубио је скоро три минута и пао је на 12 мјесто.[29] До краја трке није успио да се врати у првих десет и завршио је на 11 мјесту, скоро 17 минута иза Погачара који је освојио Тур де Франс након што је на хронометру на етапи 20 надокнадио 57 секунди заостатка иза Роглича.[30][31] У октобру је возио Вуелта а Еспању по први пут.[32] Након што је на прве три етапе изгубио преко десет минута, на петој етапи је отишао у бијег, гдје је остао до краја заједно са Тимом Веленсом и Тименом Аренсманом и завршио је на другом мјесту, четири секунде иза Веленса и добио је награду за најагресивнијег возача на етапи.[33] У бијег је отишао и на шестој етапи, коју је завршио на шестом мјесту, 27 секунди иза Јона Изагиреа,[34] а затим је отишао у бијег и на седмој етапи, трећој заредом и завршио је на петом мјесту, осам секунди иза Мајкла Вудса, а након што је скупио довољно бодова преузео је вођство у брдској класификацији.[35] У бијег је поново отишао на етапи 11, коју је завршио на петом мјесту, 55 секунди иза Давида Годуа,[36] након чега је отишао у бијег и на етапи 12, чији је циљ био на успону Алто де Англиру; бијег је достигнут прије циља, а због борбености добио је награду за најагресивнијег возача на етапи.[37] На етапи 15 је поново отишао у бијег иако је била спринтерска етапа и добио је награду за најагресивнијег возача на етапи, што му је била трећа награда.[38] На претпоследњој, етапи 17, поново је отишао у бијег и завршио је на седмом мјесту, два и по минута иза Годуа.[39] Завршио је на 14 мјесту у генералном пласману и освојио је брдску класификацију.[40]
Године 2021. возио је Париз—Ницу почетком сезоне, гдје је четврту етапу завршио на трећем мјесту, 12 секунди иза Роглича који је напао у финишу и остварио соло побједу;[41] у генералном пласману завршио је на шестом мјесту, минут и 16 секунди иза Максимилијана Шахмана који је освојио трку након што је Роглич пао три пута на последњој етапи и изгубио преко три минута.[42] Крајем маја освојио је Меркан тур класик, на којем је напао на последњем успону и побиједио минут и 42 секунде испред Орелина Паре Пентреа и Бруна Армираила, што је била његова прва побједа од априла 2019.[43] У јулу је возио Тур де Франс пету годину заредом, гдје је након седме етапе заостајао преко осам минута и био је на 30 мјесту у генералном пласману. На осмој етапи је отишао у бијег; достигнут је у финишу, али је завршио на шестом мјесту и дошао је до 12 мјеста у генералном пласману.[44] На деветој етапи је поново отишао у бијег, али је отпао на последњем успону и завршио је на четвртом мјесту, пет и по минута иза Бена О Конора, који је напао на 2 km до циља и остварио соло побједу пет минута испред Матије Катанеа; у генералном пласману дошао је на девето мјесто.[45] На етапи 14 је поново отишао у бијег; завршио је на 11 мјесту, али је завршио пет минута испред главне групе и дошао је на друго мјесто у генералном пласману, четири минута иза Погачара.[46][47] На етапи 15, првој етапи у Пиринејима, изгубио је скоро четири минута и пао је на девето мјесто;[48] Тур је завршио на осмом мјесту у генералном пласману, што му је био најбољи резултат.[49][50] Сезону је наставио на Вуелта а Еспањи, гдје је након девет етапа заостајао скоро десет минута иза Роглича. На десетој етапи отишао је у бијег заједно са још 30 возача, гдје је отпао од прве групе на успону и завршио је на 12 мјесту, 50 секунди иза Мајкла Сторера, али је завршио 11 минута испред главне групе и дошао је до другог мјеста у генералном пласману, 58; секунди иза новог лидера Ода Кристијана Ејкинга и преко минут испред Роглича.[51] На етапи 17, Бернал и Роглич су напали на 61 km до циља; Мартен је отпао од групе фаворита која је била иза њих, завршио је преко четири минута иза и пао је на пето мјесто у генералном пласману.[52] До краја трке је губио вријеме и завршио је на деветом мјесту.[53]
Године 2022. завршио је на трећем мјесту у генералном пласману трку Тур де Алпс Маритимс ет ди Вар, што му је био први подијум на некој етапној трци након Критеријума до Дофине 2020.[54] Недељу дана касније завршио је на петом мјесту Фон—Ардеш класик[55] и на другом мјесту Дром класик, завршивши три секунде иза Јонаса Вингегора.[56][57] Париз—Ницу је завршио на деветом мјесту,[58][59] након чега је Вуелта а Каталуњу завршио на осмом, минут и 16 секунди иза Серхиа Игите.[60] У мају је по први пут возио Ђиро д’Италију.[61] На осмој етапи је отишао у бијег и завршио је на деветом мјесту, захваљујући чему је дошао до четвртог мјеста у генералном пласману, минут и 6 секунди иза Хуана Педра Лопеза,[62] али је на етапи 14 изгубио девет минута и пао је на 12 мјесто,[63] а Ђиро је завршио на 14 мјесту у генералном пласману.[64] У јуну је Мон Ванту денивеле челенџ завршио на петом мјесту,[65] након чега је возио Тур де Франс али је морао да га напусти прије почетка девете етапе јер је био позитиван на ковид 19.[66] У августу је освојио Тур де л’Ен трку, шест секунди испред Скјелмосеа, уз једну етапну побједу.[67]
Године 2023. завршио је класик Тур ди Јура на трећем мјесту, дошавши на циљ заједно са Пиноом, 17 секунде иза Кевина Вокелена,[68] након чега је Лијеж—Бастоњ—Лијеж завршио на шестом мјесту, минут и 25 секунди иза Ремка Евенепула, што је био његов најбољи резултат на неком монументалном класику и први пут да је завршио у првих десет.[69] У јуну је Критеријум ди Дофине завршио на шестом мјесту, скоро пет минута иза Вингегора,[70] након чега је возио Тур де Франс, што је био његов примарни фокус од почетка сезоне, као једини гранд тур који је планирао да вози.[71] Током прве недеље је губио вријеме и након десете етапе био је на 18 мјесту у генералном пласману, 11 минута иза Вингегора.[72] На етапи 12 је отишао у бијег, завршио је на седмом мјесту, минут иза сувозача Јона Изагиреа, али је надокнадио вријеме и дошао је на 13 мјесто у генералном пласману.[73] На етапи 15 је поново отишао у бијег, завршио је на седмом мјесту, три и по минута иза Ваута Пулса, али је завршио два и по минута испред групе фаворита и дошао је на десето мјесто у генералном пласману.[74] На етапи 16 је вожен хронометар у дужини од 22,4 km, са једним брдским циљем друге категорије, који је завршио пет и по минута иза Вингегора и пао је на 11 мјесто, 20 минута иза Вингегора и скоро два минута иза десетопласираног Феликса Гала.[75] На етапи 17 је био у бијегу, али је достигнут и изгубио је још три минута и заостајао је пет минута иза Годуа који је пао на десето мјесто.[76] На етапи 20 је Сеп Кус изгубио преко 20 минута због пада,[77] захваљујући чему је Мартен дошао на десето мјесто у генералном пласману,[78] на којем је и завршио Тур, 26 минута иза Вингегора.[79] У наставку сезоне је углавном возио класике; у септембру је Копа Сабатини завршио на четвртом мјесту, 18 секунди иза Марка Иршија и Павела Сивакова, дошавши у групи са Погачарем који је побиједио у спринту за треће мјесто и Алексејем Луценком.[80] Два дана касније завршио је Меморијал Марко Пантани на шестом мјесту, дошавши у групи са Сајмон Јејтс Сајмоном Јејтсом и Давидеом Формолом, два минута иза прве групе, у којој је Луценко одспринтао Иршија и Сивакова и побиједио.[81]
Приватни живот
Рођен је у Паризу, а одрастао је у Сен Онорен ла Шардону, швајцарском дијелу Нормандије.[82] Његов отац је био учитељ аикидоа, који је и тренирао током дјетињства, док је његова мајка била учитељица драме.[83] Има мастер академских студија из филозофије коју је завршио на паришком универзитету Нантер; аутор је двије књиге, од којих се једна зове Сократ на бициклу.[84][85]