El ‘Dibu’ Martínez fue uno de los héroes del tercer título mundial de Argentina. En la final ante Francia protagonizó sobre todo una gran parada a Randal Kolo Muani en el último instante de la prórroga, que permitió a su equipo llegar a una tanda de penales donde fue protagonista al detener el lanzamiento de Kingsley Coman. Su equipo ganó 4-2 esa tanda (después de empate 3-3) y logró su tercera estrella.
Martínez ya había sido decisivo en cuartos de final, con dos paradas en la tanda de penales para superar a Países Bajos.
Pese a su gran actuación, Martínez recibió críticas en los últimos días por su actitud después de la victoria, donde protagonizó diversos gestos provocadores.
Uno de los más comentados fue al recoger el premio de mejor arquero del Mundial, cuando hizo un gesto obsceno en el podio frente a las autoridades, llevándose el trofeo a su entrepierna.
En el desfile de la victoria en Buenos Aires se le vio con una muñeca que tenía el rostro cubierto por una fotografía del atacante francés Kylian Mbappé.