45 жастағы Мартинес Аргентинаның Кильмес қаласында дүниеге келген. 20 жасына дейін ол велоспорт және футболмен кәсіби түрде шұғылданған. Кейіннен бокс спортына ден қойып, 1997 жылы Аргентина құрамасымен бірге әлем чемпионатына қатысқан. Бірақ бірінші айналымда Румынияның даңқты боксшысы Адриан Дьяконуға есе жіберген. Сол жылдың желтоқсанында кәсіпқой боксқа ауысып, алғашқы айқасын жеңіспен бастаған.
Серхио Мартинес бүгінге дейін кәсіпқой бокста 56 кездесу өткізіп, оның 51-інде жеңіске жеткен. Сондай-ақ екі рет тең түсіп, 3 мәрте жеңілген. 2013 жылы ол британиялық Ричард Уильямсты жеңіп, орта салмақтағы IBO тұжырымы бойынша әлем чемпионы атанды. Сондай-ақ Мартинес британиялық Мартин Мюррей, Мэть Макклин, мексикалық кіші Хулио Сезар Чавеске қарсы титулды жекпе-жек өткізіп, барлығын тізе бүктірген.
Айта кетейік, Серхио Мартинес 22 тамызда Испанияда өтетін бокс кешінде өнер көрсетпек. Әзірге қарсыласы белгісіз.
