À 21 ans, le prodige de la Bahrain Victorious s'est offert avec sang-froid le huitième succès professionnel de sa carrière, le deuxième en World Tour après la cinquième étape de Paris-Nice en mars.
Deuxième de l'étape de la veille, le Français a franchi les quatre premières difficultés de cette étape partie de Sion – plus de 4 000 m de dénivelé positif condensés en 128 km – avant de faire la différence dans les 20 km vers Thyon 2000.
Lancé à trois kilomètres du sommet dans un duel avec Almeida, après déjà un gros travail des UAE pour écrémer le peloton, Martinez a pris le moins de relais possibles pour accélérer juste avant la ligne et supplanter le Portugais.
Au classement général, il chipe le maillot jaune à un compatriote, Alex Baudin, pour compter deux secondes d'avance sur l'Italien Lorenzo Fortunato et trois sur Joao Almeida, avant le contre-la-montre final de 17 km dimanche à Genève. Le Belge Remco Evenepoel, lâché à près de neuf kilomètres de l'arrivée, a limité les dégâts et pointe toujours au 9ᵉ rang, à 1 min 41 sec de Martinez.