De Duitse zwemmer raakte de muur in 3:41.78 en eindigde voor zilveren medaillewinnaar Elijah Winnington uit Australië en bronzen medaillewinnaar Kim Woo-min uit Zuid-Korea in de La Defense Arena in Parijs.
De 22-jarige uit Maagdenburg nam de snelste tijd van het jaar aan de race en bekeerde zich op het grootste podium om de eerste Duitser te worden die Olympisch goud won in het evenement sinds Uwe Dassler het voor Oost-Duitsland deed op de Spelen van 1988 in Seoul. In feite was het de eerste gouden medaille van Duitsland in de Olympische poule sinds de dubbele overwinning van Britta Steffen in Peking in 2008.
Märtens heeft zich de afgelopen jaren al tot de beste ter wereld ontwikkeld door medailles te winnen op de Wereldkampioenschappen van 2022, 2023 en 2024.
De eerste medaillewinnaar van Duitsland in Parijs zal echter niet veel kans hebben om zijn overwinning te vieren, aangezien hij zondagochtend terugkeert naar het zwembad voor de voorrondes van de 200 meter vrije slag, een evenement waarin hij ook de favoriet is om een medaille te winnen.
Later op de Spelen zal ze ook deelnemen aan de 200 meter rugslag en aan de Duitse 4×200 meter vrije slag estafette.