Одна из звёзд армянской тяжёлой атлетики — двукратный серебряный призёр Олимпийских игр и двукратный чемпион мира (2018, 2019).
В 2014 году Мартиросян выиграл золото юношеских Олимпийских игр в категории +85 кг. В 19 лет на Олимпиаде Рио-2016 завоевал серебро в категории 105 кг.
На Олимпиаде Токио-2020 Мартиросян вновь выиграл серебро, на этот раз в категории 109 кг, став двукратным серебряным призёром Олимпийских игр. На данный момент держит мировой рекорд в категории 109 кг в сумме двоеборья.