FC Cartagena
En la temporada 2005/06 se proclamó campeón del Grupo IV de Segunda B con el FC Cartagena, realizando una grandísima campaña y desplegando su equipo un gran fútbol. En la promoción de ascenso a Segunda División se perdieron sorprendentemente las opciones de subir.
CD Alcoyano
En la temporada 2006/07 dirigió al CD Alcoyano y lo clasificó para la promoción de ascenso, cayendo frente al Burgos CF en los penaltis
UD Salamanca
En la temporada 2007/08, dio el salto a la Segunda División con la Unión Deportiva Salamanca haciendo una gran temporada dejando al equipo en 7.º lugar en la clasificación, siendo una de las mejores campañas de la historia del club, rozando las plazas de ascenso a primera división durante la temporada
Albacete
En la temporada 2008/09 entrenó al Albacete en Segunda, pese a que el conjunto manchego no llegó a estar en puestos de descenso y realizó un temporada muy regular, ambas partes decidieron dar por terminada su vinculación a falta de seis jornadas con la salvación garantizada.
FC Cartagena
En la temporada 2009/2010, volvería a la ciudad de Cartagena para firmar con el FC Cartagena, un recién ascendido, en su nuevo proyecto en la Segunda División. Ese año obtuvo la mejor clasificación histórica de un equipo cartagenero, igualando el 5.º puesto obtenido en la temporada 1939/40 por el histórico Cartagena FC, en las 16 temporadas que el fútbol de la ciudad había disputado hasta la fecha en la categoría de plata, 15 como Cartagena FC y la del debut del FC Cartagena. Juan Ignacio Martínez continuó en el FC Cartagena para la temporada 2010-2011, cuando lleva al equipo al 11º puesto y se convierte en el entrenador con más partidos en la historia del club, acumulando hasta ese momento un total de 137 partidos dirigidos en dos etapas, 84 de ellos en Segunda División.
Levante UD
En junio de 2011, se incorporó al Levante UD como nuevo entrenador. No sólo llevó al equipo valenciano a la permanencia, sino que alcanzó la sexta plaza, por lo que consiguió clasificarse para la UEFA Europa League, siendo la primera vez que el Levante accede a una competición europea y su mejor clasificación histórica en la Primera División de España. Además, durante la temporada, estuvo varias jornadas como líder en solitario. Eso le valió el reconocimiento y el cariño de la afición granota. Con la renovación automática por obtener la permanencia, Juan Ignacio sigue al frente del equipo granota en la temporada 2012-13, convirtiéndose así en el técnico que más partidos ha dirigido al Levante. En su segunda campaña al frente del conjunto granota, consiguió una cómoda salvación, y además, alcanzó de forma brillante los octavos de final de la UEFA Europa League, siendo uno de los equipos revelación de la competición.
Real Valladolid
El 17 de junio de 2013, se anunció su contratación como nuevo técnico del Real Valladolid para las dos próximas temporadas. El 15 de febrero de 2014, en el partido del Real Valladolid contra el Atlético de Madrid en el Estadio Vicente Calderón, Martínez alcanzó la cifra de 100 partidos dirigidos en Primera División: 76 con el Levante y 24 con el club blanquivioleta. Durante la temporada el equipo realizó un gran juego, ganando partidos importantes contra equipos como el Real Madrid y el FC Barcelona, entre otros. Finalmente, el conjunto pucelano descendió a Segunda División en la última jornada de Liga,y el técnico abandonó el club castellano-leonés.
JIM dirigendo un partido con uno de sus equipos
UD Almería
El 11 de diciembre de 2014, se comprometió con la Unión Deportiva Almería hasta el final de la temporada 2014-15.Juan Ignacio tomo las riendas del equipo en posiciones de descenso y tras dos contundentes victorias fuera de casa , Vigo Y Málaga,el equipo logró salir de la zona peligrosa de la clasificación. Pese a que el equipo bajo sus órdenes no volvió a ocupar posiciones descenso y con un promedio de puntos que otorgaban la salvación fue despedido el 5 de abril de 2015.
Lorca FC
En septiembre de 2016, firma un contrato como asesor personal de Xu Genbao, dueño del La Hoya Lorca Club de Fútbol, pero tras unas pocas semanas, acepta una oferta para estampar su firma con un equipo de la segunda división china. Tras trabajar para el Lorca FC, el acuerdo entre Juan Ignacio y Xu Genbao consistía en que el primero le ayudaría en la captación y formación de jóvenes jugadores para la 'Shanghai Genbao Football Base', mientras que el segundo utilizaría su amplia red de contactos en el fútbol chino para hacerle un hueco al alicantino en un banquillo de su país.
Shanghai Shenxin F.C.
En noviembre de 2016, llega al club chino, tras recibir una oferta irrechazable. En el club chino permanecería durante un año, hasta el final de la temporada 2017. Durante ese año el equipo logra varios éxitos deportivos, alcanzando la clasificación por primera vez en su historia para las semifinales de copa después de eliminar en el camino a cuatro equipos de la Superliga de China, entre ellos el todopoderoso Jiangsu Suning de Fabio Capello.
En semifinales, contra el gigante Shanghai Shenhua, cayó por la mínima realizando un gran eliminatoria a doble partido. El equipo recibió el galardón de "equipo revelación" de la competición y Juan Ignacio fue nombrado mejor entrenador de la competición. En liga el equipo realizó un gran campaña, rozando el ascenso a la Superliga de China.
Meizhou Meixian Techand
Después de éxito obtenido en Shanghai Shenxhin en diciembre de 2017, se compromete con el Meizhou Meixian Techand chino. El equipo se mantendrá durante la mayor fase del campeonato en la lucha por ascender a la Superliga de China, pero finalmente, a falta de 4 partidos para concluir la temporada y sin posibilidades de lograr el ascenso, ambas partes llegan a un acuerdo para terminar la relación contractual en septiembre de 2018.
Al-Arabi SC (Kuwait)
En junio de 2019, se compromete con el Al-Arabi SC de la Liga Premier de Kuwait por una temporada.
Real Zaragoza
El 12 de diciembre de 2020, se anuncia su fichaje por el Real Zaragoza.
Cuando ficha el equipo maño solo ha conseguido 13 puntos en 18 jornadas, asumiendo el reto de salvarlo del descenso a Segunda B. Consigue la salvación en la jornada 40 contra el Castellón en La Romareda (3-0) quedando aún dos jornadas por disputar y estableciendo un récord en Segunda División (ningún equipo con 13 puntos en la jornada 18 había conseguido la salvación) y siendo el segundo equipo que más puntos consiguió desde la jornada 19 a la 40.
