O Μαρτίν Θουμπιμένδι αναδείχθηκε από τα τμήματα υποδομής της Ρεάλ Σοσιεδάδ, περνώντας από τις ομάδες C και B πριν καθιερωθεί στην πρώτη ομάδα με πολλές συμμετοχές. Το 2025 έκανε το μεγάλο βήμα στην Premier League για λογαριασμό της Άρσεναλ. Σε διεθνές επίπεδο έχει περάσει από τις μικρές εθνικές της χώρας του και από το 2021 είναι μέλος της Εθνικής Ισπανίας.