Martens valiti 2019. aasta FIFA naiste maailmameistrivõistlusteks Prantsusmaal osalema, kuigi ta suur varvas sai vigastada. Ta tegi mõlemad Hollandi väravad, kui võitsid Jaapanit kahekümnendates finaalides 2:1 võrra. Teine värav oli vastuoluline VAR-i määratud karistus. Kui ta tähistas oma viimase minuti võitu Jaapani vastu, astus meeskonnakaaslane Jill Roord tema jalga ja süvendas tema varba vigastust. Martens ei treeninud enne Hollandi neljandikfinaali Itaalia vastu. Vaatamata halvenevale vigastusele hakkas ta Itaalia vastu mängima ja mängis kogu 90 minutit, mis lõppes Itaalia 0<unk>2 Hollandi vastu. Hollandi järgmisel poolfinaalis Rootsi vastu oli ta alguses, kuid asendati välja, sest ta tundis mängu algusest peale valu varvas. Tänu Jackie Groenenile jõudis hollandlane esimest korda naiste maailmameistrivõistluse finaali.
USA vastu. Martens treenis Hollandi meeskonnast eraldi enne finaali ning finaali alustamine pidi olema "mängupäeva otsus", kuna treener Sarina Wiegman ei olnud eriti kindel Marten'i vigastuse arengus. Martens alustas 2019. aasta naiste maailmameistrivõistlust, kuid tal oli raske kokkupõrge Ameerika Ühendriikide kaitsjaga Kelley O'Hara, mis põhjustas, et nad mõlemad olid paar minutit väljakul. Martens jätkas mängimist kuni teise poolaja lõpuni, kuid pärast seda, kui Madalmaad said kümne minuti jooksul kaks väravat, asendati ta 70. minutil Jill Roordi asemel. Võistlus püsis täisajal ja hollandlased kaotasid finaali 2-0.