Román Martínez tiene cuatro pérdidas contra cuatro oponentes en su carrera de boxeo. Para una lista de las mejores peleas de Martínez, consulta "Mejores peleas de Román Martínez".
El 27 de julio de 2019 Román Martínez se enfrentó a Yuriorkis Gamboa a la edad de 36. Él entró con un récord de 30-4-3 (18), y Gamboa tenía 37 años y un récord de 29-2 (17). Martínez perdió la pelea por KO en el asalto 2º.
El 11 de junio de 2016 Román Martínez se enfrentó a Vasyl Lomachenko en un combate de superpluma titulado por el título OMB. Martínez tenía 33 años y un récord de 29-3-3 (17), y Lomachenko tenía 28 años y un récord de 5-1 (3). Martínez perdió la pelea por asalto 5º KO y perdió el título OMB.
El 9 de noviembre de 2013 Román Martínez se enfrentó a Mikey Garcia en un combate de superpluma titulado por el título OMB. Martínez tenía 30 años y un récord de 27-2-2 (16), y Garcia tenía 25 años y un récord de 32-0 (27). Martínez perdió la pelea por asalto 8º KO y perdió el título OMB.
El 4 de septiembre de 2010 Román Martínez se enfrentó a Ricky Burns en un combate de superpluma titulado por el título OMB. Martínez tenía 27 años y un récord de 24-1-1 (15), y Burns tenía 27 años y un récord de 28-2 (7). Martínez perdió la pelea por asalto 12º decisión unánime y perdió el título OMB.
