Írj folytatást erre a bekezdésre - 2021. június 16-án Martens-t a holland 18 első csapat egyik játékosának nevezték ki a 2020-as olimpiai játékokon, a holland nők első olimpiai bajnokságán. A csoportos mérkőzés első mérkőzésében Martens elnyerte a 50. nemzeti csapat gólját Zambiával szemben. Martens újabb gólt szerzett abban a meccsen, a végeredmény pedig Zambiának 3:10 volt Hollandiának, ami a legmagasabb pontszámú női labdarúgó mérkőzés az olimpiai történelemben. Hollandia harmadik és utolsó csoportjátékában Martens újabb két gólt szerzett Kínával szemben, amikor a hollandok a bajnokság negyeddöntőjébe jutottak. A 2019-es női világbajnokság döntőjében
Az Egyesült Államok ellenfelei, ahol Martens kihagyott egy büntetést a 81. percben, és a hollandok vereséget szenvedtek egy büntető mérkőzés után egy hosszabbítás után.