Martinsen er selv en tidligere spydkaster. Han representerte sportsklubben Vidar og har personbeste med 68,12 meter fra NM på Jessheim21. august1994. Kastet holdt til tredjeplass og bronsemedalje.[1] Han tok over treneransvaret for Andreas Thorkildsen høsten 1999, og de startet et suksessfullt samarbeid.
Martinsen sto for utarbeidelsen av årsplan, ukeplan samt konkurranseplan og et årlig budsjett for den sportslige satsingen til Andreas Thorkildsen. Han har kontakt med turntrener, manager, fysioterapeut, leger og forbundets sportssjef med hensyn til Thorkildsens planer og utvikling.
Martinsen er ansatt gjennom Norges Friidrettsforbund som trener for Thorkildsen. Som del av stillingen bidrar han også på en rekke samlinger for kastere i Norge.
Den 9. januar 2010 mottok Martinsen utmerkelsen «Årets trener» for sesongen 2009 under Idrettsgallaen 2010 i Håkonshall på Lillehammer.