Desde la finalización de sus estudios, Martos inició una amplia carrera como solista, ofreciendo conciertos en distintos puntos de la geografía española, así como en importantes auditorios de Europa, Rusia, Palestina, Israel, Oriente Medio o Estados Unidos.
Ha actuado como solista con importantes formaciones orquestales, como la RTV Orquesta Filarmónica Nacional de Bielorrusia, la Orquesta Filarmónica de Járkov, la Orquesta Ciudad de Baza, la Orquesta Sinfónica Ad Libitum o la Orquesta Ciudad de Granada y en importantes ciclos musicales, como el Festival Internacional de Música y Danza de Granada, Festival Internacional de Santander, Festival Bach de Barcelona, Festival de Música Clásica de Lanzarote, Festival de Segovia, ExpoClásica, Quincena Musical de San Sebastián, Fundación Juan March o Festival de Música de Morelia (México).
Asimismo, ha estrenado diversas obras de importantes compositores actuales, como Juan Cruz Guevara, Juan Miguel Hidalgo, Enrique Rueda o Ramón Paús, y ha sido miembro durante seis temporadas de la West-Eastern Divan Orchestra, bajo la dirección de Daniel Barenboim.
En el año 2005 fundó —junto a su hermano, el violonchelista Alberto Martos— la formación camerística Garnati Ensemble, con la que ha realizado conciertos en diversos países —entre los que destaca el ofrecido en 2007 en la sede de la Organización de las Naciones Unidas, en Nueva York—, así como varias grabaciones discográficas que han recibido una gran acogida por parte de público y crítica.
En el año 2013, asume la codirección artística —junto a su hermano Alberto— de la Temporada de Conciertos Garnati (Granada) y ese mismo año protagoniza —junto a su hermano Alberto— el documental The Healing Notes, dirigido por Amparo Mendo y producido por Mercedes Milá, galardonado en 2014 con una mención de honor en el Festival «Voces contra el Silencio» (México) y con el premio a la mejor producción de documental de cine en el festival Black International Cinema Berlin (Alemania). En 2013, recibe también el Premio Andalucía Joven a la Solidaridad, de nuevo junto a su hermano Alberto.
Desde hace varios años, combina su actividad concertística con la docencia, a través de las diferentes clases magistrales que imparte por toda España, Alemania y Oriente Medio.