По информации СК России, серийный убийца с 2005 по 2010 годы орудовал на территории Удмуртии и Башкирии,  Воронежской и Орловской, Нижегородской и Кемеровской, Свердловской и Владимирской, а также Ярославской и Липецкой областей. Следствием установлено восемь убийств, совершенных им. При этом большинство жертв – женщины, с которыми он вступал в половые отношения. Причем потерпевшие злоупотребляли спиртным и нигде не работали.

В качестве орудия убийства Мартынов использовал, как правило, нож или скальпель. Они всегда были у него в кармане либо поясной сумке. Преступления, совершенные им, отличались особым цинизмом, поскольку над телами многих из них он надругался. Например, у жертв были отсечены органы, а в естественные отверстия вводились инородные предметы. Одной из жертв маньяка стала восьмилетняя девочка. Ребенок был похищен у родителей, с которыми подсудимый установил доверительные отношения,  а после изнасилован.

При изучении личности Сергея Мартынова следователи пришли к выводу, что после освобождения из мест лишения свободы, где он отбывал наказание за убийство, сопряженное с изнасилованием, он приобрел навыки социальной адаптации. Так, в общении с будущими жертвами убийца старался выглядеть вежливым и мягким. Его умение входить в доверие к людям позволило  беспрепятственно передвигаться по территории России на попутном транспорте, получать временную работу и знакомиться с женщинами. После совершения очередного убийства в 2010 году он был задержан на территории Воронежской области.

В результате Сергея Мартынова признали виновным в совершении преступлений, предусмотренных п.«д» ч.2 ст.111 (умышленное причинение тяжкого вреда здоровью), п.«а» ч.1 ст.213 (хулиганство), п. «а» ч.2 ст.105 (убийство), п. «в» ч.3 ст.132 (насильственные действия сексуального характера) УК РФ. Ему назначено пожизненное лишение свободы.