Veronese. Corre su strada come dilettante sin dai primi anni ’10, con ottimi risultati. Nel 1913 vince la “Coppa Virgilio” a Mantova ed il “Giro del Veneto”. L’anno seguente brilla nella “Milano-S. Pellegrino”, chiude ottavo il Campionato Italiano e si ritira al “Lombardia”, probabilmente troppo duro per le sue caratteristiche. Possente e dal fisico massiccio, fondamentalmente difatti è un passista veloce, dotato di un ottimo sprint. La Prima Guerra Mondiale blocca la sua attività, ed ovviamente non solo la sua. Tra obblighi militari e corse organizzate a singhiozzo, Martinelli si rivede solo nel 1917 quando bissa il successo nella “Milano-S.Pellegrino”. Gli anni più cupi del conflitto lo vedono però sparire dalla circolazione. Si ripresenta solo nel 1920 e cambia totalmente disciplina, dedicandosi infatti solo alla pista dove può sfruttare meglio il suo possente rush finale. Gareggia molto. Il 28 marzo a Padova è terzo nella velocità, battuto da Turazza e Moratto. Il 18 aprile a Verona, tra la sorpresa generale, supera il tricolore Rizzetto in due prove, partendo da lontano e rintuzzando la rimonta. Il giorno seguente replica il successo, imponendosi pure in handicap e corsa a punti. Necessitano conferme, le trova: il 25 aprile vince la corsa a punti al “Sempione” di Milano ed il 9 maggio fa sue tre gare (velocità, eliminazione, corsa a punti) nella riunione di inaugurazione del nuovo Velodromo bolognese. Manca però Rizzetto che in seguito lo batte più volte e, a conti fatti, gli è superiore.

Tuttavia Martinelli si disimpegna bene: il 13 maggio a Verona vince velocità e corsa a punti, sia pure su avversari non di altissimo livello. Il 3 giugno supera tutti nel giro a cronometro al “Sempione” ed il 12 giugno, nella sua Verona, si laurea campione veneto nella velocità e nella corsa a punti. È sempre tra i migliori ed a metà luglio arriva la convocazione per Anversa nelle prove su pista. La Commissione Tecnica, che dovuto fare i conti anche con criteri di geopolitica nei quali il “Sempione” è stato il re, crede molto in lui. Martinelli festeggia la selezione il 18 luglio, vincendo al “Sempione” scratch e corsa a punti. Gli azzurri si ritrovano per un ritiro collegiale a Torino, sotto la guida del CT Pavesi che valuta le carte a sua disposizione in alcune prove al neonato Motovelodromo. Per Martinelli la scelta è obbligata: gareggerà nella velocità. Le prove ciclistiche olimpiche si svolgono al Garden City Velodroom di Wilrijk, sobborgo a sud di Anversa, su una pista in cemento di 400 m. La gara di velocità è la prima a svolgersi del programma ed inizia il 9 agosto. Partecipano 37 ciclisti di 11 nazioni. Nella sua batteria Martinelli finisce terzo su tre, alle spalle dello statunitense Young e dell’olandese Peeters. Passando i primi due, Martinelli è subito eliminato. L’oro va allo stesso Peeters davanti a britannici Johnson e Ryan. Di Martinelli si perderanno presto le tracce e rimarrà una meteora, peraltro poco brillante, nel firmamento ciclistico italiano.