Martensson spielte bereits zwischen 2004 und 2008 sowie in der Saison 2009/2010 für den Klub aus Südschweden.

Für Lugano gelangen dem 36-Jährigen in 121 NLA-Partien 82 Skorerpunkte. Trotzdem konnte er die Tessiner in dieser Saison nicht zufriedenstellen. Sein Vertrag wurde nicht verlängert.