Kariera sportowa Zygmunt Martyniak był wszechstronnym sportowcem. W okresie studenckim należał do Akademickiego Związku Sportowego KUL w Lublinie. Uprawiał m.in. pilotaż sportowy. W 1929 po odbytym szkoleniu w Szkole Pilotażu Lubelskiego Klubu Lotniczego został wylaszowany i uzyskał uprawnienia pilota. Był „jednym z najczynniejszych członków Aeroklubu Lubelskiego". W 1933 – lecąc nowym samolotem Lubelskiego Klubu Lotniczego LKL-4 – uzyskał III miejsce w klasyfikacji w zlocie gwiaździstym do Warszawy zawodników krajowych podczas Drugiego Międzynarodowego Meetingu Lotniczego w Warszawie. W tym też roku w czerwcu uczestniczył (reprezentując – obok Wojciecha Kołaczkowskiego – barwy Lubelskiego Klubu Lotniczego) w V-tym Locie Południowo-Zachodniej Polski im. Franciszka Żwirki, orgaznizowanym przez Aeroklub Krakowski. 6 września 1933 roku biorący udział w V Krajowym Konkursie Lotniczym Zygmunt Martyniak i obserwator Zygmunt Kinel ulegli katastrofie. Lecąc samolotem LKL-4, w pobliżu wsi Pogorzelce „samolot wpadł w płaski korkociąg i opadł na ziemię, rozbijając się doszczętnie" z wysokości około 100 m, a „załoga uległa ogólnemu potłuczeniu i w stanie groźnym odwieziona została do szpitala w Baranowiczach.