Tot zijn beste prestaties behoren de overwinningen op de Pan-Amerikaanse Spelen in 1994 en 1997. Op 8 mei 1999 verbeterde Julio Martínez het wereldrecord 20 km snelwandelen naar 1:17.46. Op de Olympische Spelen van 2000 in Sydney nam hij deel aan het onderdeel 20 km snelwandelen en finishte als 43e in 1:31.47. Deze wedstrijd werd gewonnen door de ItaliaanIvano Brugnetti in 1:19.40.