Participó en 124 Grandes Premios de Fórmula 1 para los equipos Toleman, Minardi y Scuderia Italia, entre 1984 y 1995.
Logró conseguir 18 puntos de campeonato, al obtener dos cuartos puestos, cuatro quintos y cuatro sextos.
Martini ostentó el récord de mayor cantidad de carreras largadas en Fórmula 1 sin conseguir podios hasta que fue superado años más tarde por Nico Hülkenberg y por Adrian Sutil.
[2][1] En 1983 fue campeón de Fórmula 3 Europea.
Su victoria más reconocida fue en las 24 Horas de Le Mans de 1999, con un BMW V12 LMR junto a Joachim Winkelhock y Yannick Dalmas.