Küba-Amerikalı aktris ve model olan Martinez, modellik yapmaya 15 yaşında başladı. Westchester-Florida'daki Katolik St. Brendan lisesinden 2002'de mezun oldu. Henüz bu liseydeken Martinez için annesi Jennifer Lopez'in kendi markası olan JLO için modellik başvurusu yaptı. Bunun sonucunda Martinez 5,000 kişi içinde 1. asıl model olmayı başardı ve Los Angeles'a taşındı.

Martinez 2006'da başlayan Amerikan dizisi Moda Evi dizisindeki Michelle Miller rolü ile tanındı. Daha sonra çeşitli filmlerde, dizilerde ve ünlü müzik kliplerinde yer aldı.

2010dan 2011'e kadar polisiye türü dizi Detroit 1-8-7' de Detektif Ariana Sanchez rolünü oynadı.

2013-2014 yılları arasında CSI:New York dizisinde detektif Jamie Lovato'yu canlandırdı. Halen çeşitli dizilerde ve filmlerde oynamaya devam etmekte.