* Penampilan dan gol di klub senior hanya dihitung dari liga domestik dan akurat per 26 October 2019 ‡ Penampilan dan gol di tim nasional akurat per 25 March 2019
Pada musim 2009-10, Montoya berkontribusi dalam 22 pertandingan sebagai pemain di tim yang dipimpin oleh Luis Enrique, tim ini kembali lagi ke divisi dua setelah absen 11 tahun. Pada 26 Februari 2011 ia melakukan debut untuk skuat utama, menggantikan Adriano Correia di lima menit terakhir dari kemenangan tandang 3-0 melawan RCD Mallorca.[3]
Menjelang akhir Maret 2011 rumor muncul menghubungkan Montoya dengan Valencia CF, El Che bersedia membayar € 3.000.000 klausul pembelian pemain.[4] Pada 30 April ia tampil sebagai starter untuk pertama kalinya. Saat Barcelona kalah 1-2 atas Real Sociedad di La Liga. Dalam laga itu Montoya menderita patah tulang selangka pada menit awal pertandingan dan harus absen selama sisa musim tersebut.[5]
Montoya menghabiskan sebagian besar musim 2011-12 di tim Barcelona B. Ia tampil untuk tim utama di Copa del Rey musim 2011-12 pada 12 Januari 2012, dalam kemenangan 2-1 tandang melawan CA Osasuna (agregat 6-1).[6] Karena cederanya Daniel Alves ia bermain di final piala domestik, muncul 90 menit penuh dalam kemenangan 3-0 atas Athletic Bilbao.[7]
^"Martín Montoya". FC Barcelona. Diarsipkan dari versi asli tanggal 18 March 2015. Diakses tanggal 24 March 2015.Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
