После призыва был направлен в г.Фергана, где формировалась 38 отдельная стрелковая бригада.

30 ноября 1941г. формирование бригады было завершено. 13 декабря бригада выехала к новому месту дислокации- Перловка, куда прибыла 06 января 1942г. 25 января- прибыла в Бологое.

05 февраля 1942г. бригада вступила в бой за с.Пенно (южнее г.Старая Русса), где вела бои по 10 февраля, потеряв убитыми и ранеными 1044 человека.

Бригада была переброшена на Калининский фронт в район г.Холм, где вела оборонительные бои.

17 марта 1942г. бригада была переименована в 4 гвардейскую  стрелковую бригаду.

В июле 1942г. бригада была переброшена на Северный Кавказ.

В сентябре 1942г. вела бои на Моздокском направлении у станицы Ищерская. Была награждена орденом Красного Знамени.

05 октября 1942г. Александр Фролович был ранен.

В начале ноября бригада вела бои, прикрывая участок дороги Дарг-Кох – Беслан. С 06 ноября перешла в наступление, участвуя в Гизельской операции в районе г.Орджоникидзе (г.Владикавказ). 

К 12 ноября Гизельская группировка противника была уничтожена. 

До 22 декабря бригада занимала оборону, после чего, перешла в наступление. С марта 1943г. участвовала в освобождении Кубани.

В начале июля 1943г. в районе станицы Крымской (Краснодарский край) на базе 4 и 10 гвардейских Краснознаменных бригад формировалась 108 гвардейская стрелковая дивизия.

Александр Фролович зачислен в состав 245 гвардейского артиллерийского полка 108 гвардейской стрелковой дивизии.

Части дивизии участвовали в прорыве «Голубой линии» противника на Кубани, линии «Ватан», западнее Мелитополя, форсировании Днепра ,в боях за расширение Никопольского плацдарма, в освобождении Николаева, Одессы, в форсировании Днестра, вели бои в Румынии и Венгрии. 

К октябрю 1944г. Александр Фролович командир орудия 76-мм пушки 245 гвардейского  Краснознаменного артиллерийского полка 108 гвардейской стрелковой дивизии.

30 октября в бою за с.Вакой (Венгрия) принял бой с 4 танками «Тигр». Подпустив танки на дистанцию 300-400м. открыл огонь. Поджег один «Тигр», второй- подбил, оставшиеся два- отступили.

Гвардии сержант Мартынов был представлен к ордену Красной Звезды, приказом от 07 марта 1944г. был награжден орденом Отечественной войны II степени.

С 26 ноября велась подготовка к форсированию Дуная. В ночь с 04 на 05 декабря началось форсирование реки.

С 26 декабря полк вел бои за Будапешт (район Буда). Город был освобожден 13 февраля 1945г.

27 января 1945г. огнем орудия расчет уничтожил 4 пулемета, находившихся в домах.

28 января, когда по ранению выбыл из строя командир огневого взвода, Александр Фролович принял командование. Взвод уничтожил зенитное орудие, миномет, 4 пулемета и до 30 солдат и офицеров противника.

Приказом от 22 февраля 1945г. гвардии сержант Мартынов был награжден орденом Красной Звезды.

Награжден медалями «За оборону Москвы», «За оборону Кавказа», «За взятие Будапешта» и «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».

В честь 40-летия Победы награжден орденом Отечественной войны II степени.