}}</ref> Romangué al club durant tres temporades, fins elal 1974. La temporada 1972-73 fou el màxim golejador de l'equip amb 14 gols. Durant la mateixa formà una gran línia davantera amb [[Juan María Amiano]], autor de 13 gols, que ajudà a classificar al club per la [[Copa de la UEFA]]. El juliol de 1974 fitxà pel [[Reial Madrid]], club que pagà un traspàs de 15 milions de pessetes. Al club blanc jugà durant sis temporades, essent titular les temporades 1974-75 i 1975-76, passant posteriorment a la banqueta. En total guanyà cinc lligues i dues copes al club, jugant 141 partits de lliga i marcant 42 gols. El 1980<ref>{{ref-web|url= http://hemeroteca.mundodeportivo.com/preview/1981/04/30/pagina-8/1051572/pdf.html
|títol= Roberto Martínez, un pibe de ida y vuelta
|editor= [[Mundo Deportivo]]
|data= 24 de juliol de 1980
|consulta= 20-01-2013
}}</ref> retornà a l'Espanyol, on jugà dues temporades més, fins elal 1982. En aquest retorn a Sarrià es compenetrà a la davantera amb [[Rafael Marañón]].<ref>{{ref-web|url= http://pericosonline.com/reportages/detall/229/que-grande-fuiste-pibe-la-biografia-de-roberto-martinez
|títol= QUE GRANDE FUISTE "PIBE". LA BIOGRAFIA DE ROBERTO MARTÍNEZ
