Le sue interpretazioni sono moltissime, di cui oltre 650 nelle 36 opere rappresentate nel solo Metropolitan di New York, dal quale ebbe rinnovato il contratto per oltre trent'anni consecutivi (record mai eguagliato). E' ammiratore ed amico del grande Caruso che, in occasione delle
prime interpretazioni di Canio ne i Pagliacci da parte di Martinelli, regala il suo costume al giovane tenore in segno di stima e di amicizia. Le opere più impegnative cantate dal grande tenore scomparso verranno affidate a Martinelli, unico a poterlo emulare. Così canta "La Juive" e poi "Otello" di cui diviene uno dei più celebrati interpreti. Diventato una vera star durante gli “anni ruggenti” d'America, ha rapporti con le personalità insigni che hanno segnato la storia del
suo tempo specie negli stati Uniti dove ancora oggi viene celebrato e amato.
Quando nel 1967 a ottantun'anni, quasi per gioco, accetta di interpretare l'Imperatore nella Turandot di Puccini in sostituzione del comprimario, lascia sbalorditi pubblico e critica per la tenuta del fiato, la sicurezza del registro acuto e la celebre prestanza scenica.
Infine nel 1968 Martinelli incide “Perché volete voi” dalla Francesca da Rimini di Zandonai, un simbolico testamento vocale dell'artista che meno di un anno dopo muore a New York il 2 febbraio 1969.
