Martinuccio iniciou sua carreira nas divisões de base do River Plate, mas estreou profissionalmente com a camisa do Nueva Chicago. Fez sua estreia na temporada 2007–08, onde jogou 8 jogos sem fazer gols. Na temporada 2008–09, conseguiu fazer nos nove jogos disputados a marca de nove gols.
Com este grande aproveitamento, Martinuccio despertou interesse de grandes clubes da Argentina e da América do Sul, entre eles o Peñarol.
Peñarol
2009–10
Em 2009, Martinuccio foi contratado pelo Peñarol, por um pouco menos de 1 milhão de reais, onde assinou um contrato até agosto de 2010. Estreou em 23 de agosto de 2009 contra o Montevideo Wanderers, e marcou seu primeiro gol contra o Central Español, jogando 32 partidas e marcando 8 gols na temporada 2009–10. Logo em seu primeiro ano no Peñarol, ganhou o Campeonato Uruguaio de 2009–10.
2010–11
A temporada 2010–11 foi uma de suas melhores. Mesmo sem uma boa média de gols pelo Campeonato Uruguaio, foi o melhor da competição, terminando com 23 jogos e 6 gols e levando o Peñarol a Copa Libertadores da América de 2011. Foi o grande destaque no Peñarol em 2011, considerado o segundo melhor jogador da Libertadores de 2011, atrás apenas de Neymar. Marcou um gol decisivo contra o Internacional, no Estádio Beira-Rio, em jogo que terminou 2 a 1 para o Peñarol, classificado às quartas-de-final contra o Universidad Católica, onde marcou seu segundo gol na competição. Na final, contra o Santos, após um 0 a 0 no Estádio Centenário, o Peñarol foi derrotado no Estádio do Pacaembu, com grande atuação de Neymar, Elano, Danilo e Paulo Henrique Ganso. Os gols foram de Neymar e Danilo para o Santos, e Martinuccio descontou para os uruguaios, apesar de a bola ter sido tocada para as redes por Durval e o gol ter sido considerado gol contra. Nas duas partidas, o meia argentino foi anulado pelo volanteAdriano, do Peixe, outra peça fundamental para o sucesso santista.
Após suas boas atuações pelo clube uruguaio, Martinuccio despertou interesse de vários clubes, entre eles, Palmeiras, Fluminense, Roma e Udinese.[2][3]
Fluminense
Em julho de 2011, Martinuccio assinou um pré-contrato com o Palmeiras.[4] Porém, dias depois, acabou acertando com o Fluminense, numa transferência que gerou muita polêmica.[5] O Fluminense obteve 50% dos direitos federativos do atleta, ao preço de aproximadamente 1 milhão de dólares (R$ 1,6 milhões).[6]
“
Chegar ao Fluminense é um passo muito importante na minha carreira. Estou feliz por defender esse clube e atuar no melhor futebol do mundo. Sei que o Fluminense é o atual campeão brasileiro, com uma torcida enorme. Darei meu máximo para conquistar títulos.
”
Em 14 jogos pela equipe tricolor no Campeonato Brasileiro, Martinuccio converteu apenas 1 gol, em uma partida contra o Avaí.
Com contrato até 18 de julho de 2015, o jogador não teve seu contrato renovado pelo Fluminense, ficando livre para procurar outro clube.[7]
Villarreal
No dia 31 de janeiro de 2012, o Villarreal, da Espanha, anunciou um acordo com o Fluminense pelo empréstimo do atacante argentino.[8] O jogador atuou em 13 partidas na temporada e marcou seu único gol pelo Submarino Amarelo em partida contra o Zaragoza, pela 26ª rodada do Campeonato Espanhol.[9]
Cruzeiro
2012
Em julho de 2012, foi emprestado pelo Fluminense ao Cruzeiro, para a disputa do Brasileirão 2012.[10] Porém, nos exames médicos, foi detectada uma lesão óssea. Após se recuperar, finalmente assinou o contrato.[11] Estreou no dia 29 de setembro, no empate sem gols com o Internacional, em Varginha.
Em 13 de outubro de 2012, fez sua estreia como titular no Campeonato Brasileiro, em um jogo contra o Flamengo. Ele recebeu a bola na entrada da área e lançou para Everton empatar o jogo em 1 a 1 no Engenhão.[12]. No jogo anterior, contra a Portuguesa, saiu do banco de reservas para dar sua primeira assistência para gol.[13]Fez seu primeiro gol pelo Cruzeiro em 18 de outubro de 2012, contra o Corinthians, recebendo o passe de seu companheiro Souza e tocou por cima do goleiro Cássio, fazendo 2 a 0 para o Cruzeiro, e também dando uma assistência para o primeiro gol de Anselmo Ramon, sendo também considerado o destaque da partida.[14]Fez dois gols em 11 de novembro, contra o Bahia e deu a vitória de virada por 3 a 1 no Independência.[15][16]Martinuccio fez um gol no clássico contra o Atlético Mineiro, em que o Cruzeiro perdeu o jogo por 3 a 2.[17][18]Em 23 de novembro, disse que pretendia continuar no time até 2013.[19]O Cruzeiro tem 20% dos direitos de Martinuccio. O contrato do atacante expira em julho de 2013, mas a opção de antecipar a comprar dos direitos econômicos do atleta não é descartada pela cúpula cruzeirense.[20]
2013
O Cruzeiro acertou no final da tarde do dia 8 de julho, o empréstimo de mais um ano do atacante Martinuccio junto ao Fluminense. O jogador permanecerá na Toca da Raposa até julho de 2014, quando encerra o vínculo do argentino com o clube carioca.
Coritiba
No dia 25 de junho de 2014, foi anunciado seu empréstimo ao Coritiba, até o final da temporada.[21]Pelo clube paranaense, realizou 15 partidas e marcou 2 gols.
Chapecoense
No inicio de 2016, quase acertou com a Ponte Preta, mas foi reprovado nos exames médicos.[22] Após alguns dias se tratando no Corinthians, finalmente acertou com a Chapecoense.[23]
Marcou seu primeiro gol pela Chapecoense em jogo contra o Internacional, marcando o gol da vitória por 1 a 0, na Arena Condá.[24]Por causa de uma nova lesão, Martinuccio perdeu o Voo LaMia 2933, que caiu perto de Medellín, onde 71 pessoas morreram.[25]
Em 2 de março de 2017, foi dispensando pela Chapecoense.[26]
Retorno ao Nueva Chicago
Após ser dispensado pela Chapecoense, voltou ao futebol argentino para jogar a segunda divisão pelo Nueva Chicago, seu clube de origem. Marcou seu primeiro gol no clássico contra o All Boys, pela terceira rodada da Primera B Nacional.[27]Em sua segunda passagem, disputou 7 jogos e marcou dois gols.
