Był współautorem i współproducentem dziesięciu piosenek, w tym singli „Shake It Off”, „Blank Space”, „Bad Blood”, „Wildest Dreams”, „Style” oraz „New Romantics”. Pierwsze trzy z wymienionych utworów dotarły do szczytu listy Billboard Hot 100. Później pracował ze Swift nad albumem Reputation (2017), współtworząc osiem utworów, m.in. „...Ready for It?”, „End Game” i „Delicate”.
W sierpniu 2025 roku Swift zapowiedziała swój dwunasty album The Life of a Showgirl, przy którym Martin pełni rolę współproducenta obok samej artystki oraz Shellbacka.
Współpraca z Arianą Grande Martin po raz pierwszy pracował z Arianą Grande przy jej drugim albumie studyjnym My Everything (2014). Wyprodukował pierwszy singiel „Problem”, który zajął 2. miejsce na liście Billboard Hot 100 i 1. miejsce w Wielkiej Brytanii, stając się jednym z najlepiej sprzedających się singli w historii. Inne wyprodukowane przez niego utwory z tej płyty to „Break Free” (miejsce 4. w USA) oraz „Bang Bang” (miejsce 3. w USA i 1. w UK). Miał on również duży wkład w jej trzeci album, Dangerous Woman (2016), przede wszystkim w single „Dangerous Woman”, „Into You” i „Side to Side” – wszystkie dotarły do pierwszej dwudziestki Billboard Hot 100. Martin pracował także nad kolejnymi płytami: Sweetener (2018) oraz Thank U, Next (2019), współtworząc m.in.