W latach 2016-2022 Martinez prowadził reprezentację Belgii, którą obejmował tuż po Euro 2016. To wtedy zaczęła się jego seria. W eliminacjach do mundialu w 2018 roku osiągnął on dziewięć zwycięstw w 10 spotkaniach. Zremisował tylko w domowym spotkaniu z Grecją.
Później prowadził Czerwone Diabły w eliminacjach do Euro 2020, które poszły Belgom jeszcze lepiej - tym razem wygrali wszystkie 10 meczów, w których stracili tylko trzy bramki.
Najgorzej w jego selekcjonerskiej karierze poszły mu eliminacje do mundialu w Katarze, a mimo to w ich trakcie nie przegrał żadnego spotkania. Tym razem w ośmiu meczach dwukrotnie zremisował - z Czechami i Walią. W cuglach awansował jednak na katarski mundial.
Problemem okazywały się jednak wyniki w trakcie samych imprez. Złote pokolenie Belgów, na które składali się tacy piłkarze jak Thibaut Courtois, Eden Hazard, Romelu Lukaku czy Kevin De Bruyne, nie było w stanie odnotować sukcesu na mistrzowskiej imprezie. W 2018 roku zdobyli co prawda brąz mundialu, ale potem odpadli w ćwierćfinale Euro, a także nie wyszli z grupy na mistrzostwach świata.
Jak będzie z Portugalią? Cóż, zapowiada się tak samo dobrze jak wcześniej. W dziesięciu spotkaniach eliminacyjnych pod wodzą Martineza Portugalczycy zanotowali dziesięć wygranych. Tym samym hiszpański menedżer wygrał wszystkie 20 spotkań w swojej karierze w eliminacjach do mistrzostw Europy. Bilans godny pozazdroszczenia.