A 29 éves támadó öt évig futballozott az FC Barcelonánál, többek között három bajnoki címet és egy Bajnokok Ligáját nyert a csapattal. A katalánoknál eltöltött időszaka alatt 156 tétmérkőzésen 73 gólt szerzett. 2017-ben, a holland válogatott Európa-bajnoki címének évében a FIFA megválasztotta az év legjobb női labdarúgójának.
Martens szerződése lejárt a Barcánál, így a PSG ingyen szerezte meg. Hároméves, 2025-ig szóló megállapodást kötött a francia klubbal, melynél – a hírek szerint – a világ egyik legjobban fizetett női futballistája lesz.
A katalánok női csapatától idén nyáron már a spanyol válogatott balhátvéd Leila Ouahabi is távozott, ő a Manchester Cityhez igazolt – helyére a Real Sociedadból a 22 éves Nuria Rábano érkezett –, míg a klublegenda Melanie Serrano visszavonult.
