Дирк-Рейнер Мартенс является партнёром в юридической фирме Martens Rechtsanwälte. Начиная с 2000 г., он принял участие более чем в 170 арбитражных разбирательствах, связанных с коммерческим и спортивным правом, как арбитром по назначению, так и в качестве председателя арбитражной панели. В 2007 г. он учредил Баскетбольный арбитражный суд. С момента его создания в Баскетбольном арбитражном суде было рассмотрено более 1 100 дел. Дирк-Рейнер Мартенс включён в список арбитров Каирского регионального центра международного коммерческого арбитража, Спортивного арбитражного суда, Арбитражного суда Международной автомобильной ассоциации, Американской арбитражной ассоциации и Международного центра разрешения споров. Дирк-Рейнер Мартенс также читал лекции в университете Невшатель в Швейцарии для магистрантов по программе «Менеджмент, право и гуманитарные науки в сфере спорта» (FIFA Master), а также читал лекции по международному коммерческому арбитражу в Школе права им. Буцериуса и спортивному праву в Высшем институте права и экономики.