Lieke Martens va començar a jugar al seu país d’origen, els Països Baixos, a les files del Heerenveen, on es va formar, i al VVV-Venlo.
El 2019, va ser una de les líders de l’equip que va enfilar-se fins a la final de la Lliga de Campions i de la selecció holandesa que va arribar a la final del Mundial de França.
Tot i ser dretana, Martens es caracteritza per jugar a banda canviada, actuant d’extrem, posició que li serveix per aprofitar la seva tècnica i el seu regat. La seva velocitat, juntament amb la seva verticalitat i habilitat per superar els u contra u, la converteixen en una jugadora perillosa, que, a més, gaudeix d’un gran instint golejador.
Va formar part de la primera plantilla de la història del club a aconseguir la UEFA Womens Champions League. També va entrar a la història del futbol en aconseguir el primer triplet de la història del club.
