Aquí está una lista de las mejores peleas de Martínez. Para una lista de las pérdidas de Martínez, consulta "Sergio Martínez Pérdidas".
El 17 de abril de 2010 Sergio Martínez se enfrentó a Kelly Pavlik en un combate titular de medio por los títulos CMB, OMB y The Ring de Pavlik. Martínez tenía 35 años y un récord de 45-2-2 (24), y Pavlik tenía 28 años y un récord de 36-1 (32). Martínez ganó la pelea por asalto 12º decisión unánime y se convirtió en el nuevo campeón medio mundial.
El 15 de septiembre de 2012 Sergio Martínez, el campeón de la The Ring, se enfrentó a Julio César Chávez Jr., el campeón de la CMB, en un combate titular de medio. Martínez tenía 37 años y un récord de 50-2-2 (28), y Chávez Jr. tenía 26 años y un récord de 46-0-1 (32). Martínez ganó la pelea por asalto 12º decisión unánime y se convirtió en el campeón de los The Ring y CMB.
El 27 de abril de 2013 Sergio Martínez se enfrentó a Martin Murray en un combate titular de medio por los títulos CMB y The Ring. Martínez tenía 38 años y un récord de 51-2-2 (28), y Murray tenía 30 años y un récord de 25-0-1 (11). Martínez ganó la pelea por asalto 12º decisión unánime y defendió con éxito su títulos.
El 20 de noviembre de 2010 Sergio Martínez se enfrentó a Paul Williams en un combate titular de medio por los títulos CMB y The Ring. Martínez tenía 35 años y un récord de 46-2-2 (25), y Williams tenía 29 años y un récord de 39-1 (27). Martínez detuvo a Paul Williams por asalto 2º KO y defendió con éxito su títulos.
El 1 de octubre de 2011 Sergio Martínez se enfrentó a Darren Barker en un combate titular de medio por el título The Ring. Martínez tenía 36 años y un récord de 48-2-2 (27), y Barker tenía 29 años y un récord de 23-0 (14). Martínez detuvo a Darren Barker por asalto 11º KO y defendió con éxito su título.
El 17 de marzo de 2012 Sergio Martínez se enfrentó a Matthew Macklin en un combate titular de medio por el título The Ring. Martínez tenía 37 años y un récord de 49-2-2 (28), y Macklin tenía 29 años y un récord de 28-3 (19). Martínez detuvo a Matthew Macklin por asalto 11º retiro y defendió con éxito su título.
El 25 de septiembre de 2021 Sergio Martínez se enfrentó a Brian Rose a la edad de 46. Él entró con un récord de 54-3-2 (30), y Rose tenía 36 años y un récord de 32-6-1 (8). Martínez ganó la pelea por asalto 10º decisión unánime.
El 5 de octubre de 2005 Sergio Martínez se enfrentó a Alvaro Moreno Gamboa en un combate de semimedio a la edad de 30. Él entró con un récord de 34-1-1 (16). Martínez detuvo a Alvaro Moreno Gamboa por KO en el asalto 2º.
