Воспитанник СДЮШОР «Карпаты».
В чемпионате Украины дебютировал 19 ноября 2006 года в матче «Черноморец» — «Карпаты» (1:0), в том матче он вышел на замену на 84 минуте заменив Олега Женюха.
29 июля 2005 года дебютировал в составе сборной Украины U-15 в матче против Польши. За юниорскую сборная U-17 провел 9 матчей. На одном из молодёжных предсезонных турниров Мартынюк стал лучшим игроком «Кубок Атлантики», это была 15-килограммовая статуэтка футболиста с мячом.