Mårtensen blev invald i riksdagen som statsrådsersättare i oktober 2022 när Mats Persson blev vald till utbildningsminister.[5] Hon är ledamot i arbetsmarknadsutskottet och Liberalernas arbetsmarknadspolitiska samt hbtqi-politiska talesperson.[6]
^ [ab] Mårtensen var tjänstgörande ersättare för Mats Persson under perioderna 2 maj–2 juli och 6 juli–6 augusti 2017. Detta framgår av Sveriges riksdags protokoll 2016/17:79 (§ 3), 2016/17:132 (§ 1) och 2016/17:133 (§ 3).
^ [ab] Mårtensen var invald i Sveriges riksdag för Skåne läns södra valkrets. Valkretsen framgår av riksdagens protokoll 2014/15:1 (§ 2; ersättare).