Completa la següent frase: El 2 de febrer de 2017, es va anunciar que Martínez havia signat una extensió de cinc anys amb els St. Louis Cardinals per un valor de 51 milions de dòlars. El 2 d'abril de 2017, Martínez va llançar el seu primer partit de la nit d'obertura de la seva carrera, jugant a la defensiva
Els campions de la Sèrie Mundial Chicago Cubs al Busch Stadium. Va treure 10 i no va permetre passades i sis hits en les entrades. Va rebre una no-decisió quan Randal Grichuk va colpejar un sol walk-off amb bases carregades a la part inferior de la novena. A l'estadi dels Yankees el 15 d'abril, Martínez va treure 11 batejadors i va caminar vuit, convertint-se en el primer a registrar ambdues marques en el mateix partit des de Randy Johnson el 1993. Martínez va completar les entrades en una derrota de 3-2 a Nova York. El 10 de juny, Martínez va llançar el seu primer partit complet i el seu primer shutout mentre permetia quatre hits quan els Cardinals van derrotar als Philadelphia Phillies 7 a 0.