이탈리아 리에티에서 태어난 마르텔리는 현역 시절 주로 이탈리아 세리에 A 및 세리에 B의 여러 클럽에서 뛰었다. 그는 1980년 레지아나에서 프로 경력을 시작했으며, 이후 피사, 포자, 메시나, 라치오, 볼로냐 등 다수의 팀에서 활약했다. 특히 피사 시절 세리에 A에 데뷔하여 이름을 알렸고, 라치오와 볼로냐와 같은 유명 클럽에서도 뛰며 경험을 쌓았다.
마르텔리는 기술적인 능력과 정확한 패스로 유명한 미드필더였다. 그는 1990년대 중반까지 선수 생활을 이어갔으며, 은퇴 후의 활동에 대해서는 잘 알려져 있지 않다.