Martín Montoya pasó por todas las categorías inferiores del FC Barcelona hasta debutar con el primer equipo de la mano de Pep Guardiola un 12 de febrero de 2011 en el campo del Mallorca. Un partido que el Barça acabó ganando por 0 a 3. Lateral derecho profundo y muy fiable en defensa, jugó un total de 67 partidos en la élite vestido de azulgrana. Después de 4 temporadas, la última con cesiones incluidas en el Inter de Milán y en el Betis, fichó por el Valencia en verano de 2016. En 2018 se fue a Inglaterra para jugar con el Brighton donde participó durante dos años. El Betis decidió volver a contar con él en 2020 volviendo a defender la camiseta verde y blanca hasta el 2023. Su última etapa como futbolista profesional la pasó en el Aris de Salónica donde, con 34 años, acabó colgando las botas a final del curso 2024-25.

Lateral derecho con gran capacidad ofensiva y muy fiable en tareas defensivas, se incorporó al FC Barcelona en el fútbol base. Su calidad y polivalencia hicieron que fuera progresando hasta ir pasando por las diferentes categorías inferiores del club hasta llegar a jugar con el filial donde participó en 75 partidos. El debut con el primer equipo le llegó en un parido de Liga en febrero de 2011. Entonces el equipo lo dirigía Pep Guardiola y lo hizo entrar en el tramo final de un partido que los azulgrana se llevaron por 0 a 3. En total llegó a disputar 67 partidos oficiales y marcó 2 goles. Montoya se desvinculó del Barça cuando acabó su contrato en 2016. El Valencia sería su nuevo equipo. Después de dos temporadas como “Che” fichó por el Brighton inglés. En verano del 2020 volvió a la Liga española para defender la camiseta del Betis, un equipo con quien ya había jugado como cedido en su etapa en el Barça. Su última aventura como profesional la vivió en Grecia jugando a las filas del Aris de Salónica. En 2025, con 34 años, acabó colgando las botas.

Palmarés con el Barça:

• 3 Ligas: (2011, 2013 y 2015)
• 1 Champions (2015)
• 2 Copas del Rey (2012 y 2015)
• 1 Supercopa de España (2013)