Commentarius in regulam S. P. Benedicti (Paris, 1690), comentaris a la regla de Sant Benet
De antiquis monachorum ritibus libri quinque collecti ex variis ordinariis (Lió, 1690), sobre la litúrgia monàstica
La vie du vénérable Claude Martin (Tours, 1697), biografia del seu correligionari Claude Martin, mort l'any anterior, publicar-la sense permís de la congregació motivà el trasllat de Martène a Évron
Veterum scriptorum et monumentorum moralium, historicorum, dogmaticorum ad res ecclesiasticas monasticas et politicas illustrandas collectio (Ruan, 1700), suplement del Spicilegium de Luc d'Achéry
De antiquis ecclesiæ ritibus (3 vols., Ruan, 1700-1702), sobre la litúrgia eclesiàstica; redactada a l'abadia de Saint Ouen durant la seva col·laboració amb Denis de Sainte-Marthe en l'edició que ell feu de les obres de Gregori Magne
Tractatus de antiqua ecclesiæ disciplina in divinis officiis celebrandis (Lió, 1706), continuació de l'anterior
Thesaurus novus anecdotorum (5 vols., París, 1717), recopilació documental que Martène i Ursin Durand feren durant sis anys en arxius de França i Bèlgica per a la Gallia christiana de Sainte-Marthe
Veterum scriptorum et monumentorum ecclesiasticorum et dogmaticorum amplissima collectio (9 vols., París, 1724-33), continuació de l'anterior
De antiquis ecclesiæ ritibus editio secunda (4 vols., Amberes, 1736-1738), reedició de la seva obra de 1700
Annales Ordinis S. Benedicti tomus sextus (París, 1739), volum VI dels Annals benedictins de Mabillon
Histoire de l'abbaye de Marmoutier (manuscrit, publicat per Ulysse Chevalier el 1874), història de l'abadia de Marmoutier.