Martirosjanas laimėjo Pasaulio jaunimo šachmatų čempionatą 16 metų kategorijoje 2016 metais. 2017 m. jis žaidė pasaulio komandoje, kuri laimėjo "Millennials" rungtynes Sent Luise, JAV, uždirbdamas 4 taškus iš 7 rungtynių. 2018 m. laimėjo Armėnijos šachmatų čempionato varžovą ir žaidė Armėnijos komandos 43-oje Šachmatų olimpiadoje.
Batumyje su 2708 rezultatu. Vėliau tais pačiais metais jis taip pat laimėjo Zürich Christmas Open, nugalėdamas Rasmus Svane, SL Narayanan, Dennis Wagner ir Andrei Istrățescu. 2019 m. vasarį Martirosjanas kartu su Kaido Külaots laimėjo Aeroflot Open ir užėmė antrąją vietą. Martirosjanas į 2021 m. Pasaulio čempionato varžybas įžengė kaip 59-asis varžovas. Jis nugalėjo GM Shakhriyar Mamedyarov 3 raunde, o į 5 raundą pateko nugalėjęs GM Ante Brkić 4 raunde. Jis buvo eliminuotas penktame raunde GM Amin Tabatabaei.