Альваро Фернандес начал карьеру в клубе «Атенас», воспитанником которого является, в 2006 году. В 2007—2008 гг. выступал в «Монтевидео Уондерерс» и мексиканской «Пуэбле». В первой половине 2009 года выступал за «Насьональ» и стал в составе этого клуба чемпионом Уругвая, а также дошёл до полуфинала Кубка Либертадорес.
Вторую половину года Мартинес провёл в аренде в португальском клубе «Витория Сетубал». С января 2010 года Фернандес стал игроком чилийского «Универсидад де Чили», также на правах аренды. Примечательно, что в чилийской команде он присоединится к своему партнёру по сборной и бывшему партнёру по «Насьоналю» защитнику Маурисио Викторино.
С 2008 года выступает за сборную Уругвая. Выступал в товарищеских и отборочных матчах к ЧМ-2010. После завершения чемпионата мира перешёл в североамериканский клуб «Сиэтл Саундерс».
6 сентября 2010 году Альваро стал отцом, сына назвали Валентино.