Son activité de soliste commence à l’âge de 17 ans et inclue l’enregistrement du Concerto Op. 77 de Brahms, distribué par la chaîne ARTE. En 2010-2011 il joue avec l’Orchestre Guido Cantelli (Milan), la Camérata de Paris, Ensemble Apollo (La Haye) et l’Orchestre de la Suisse Italienne.

Parmi ses partenaires de musique de chambre figurent les pianistes Martha Argerich, Boris Berezovsky, Olli Mustonen, Franck Braley, Akane Sakai, Oleg Marchev, Denis Pascal et Igor Lazko, les violonistes Michaël Guttman, Philippe Graffin, Tatiana Samuil, Gabriel Richard et Eric Lacrouts, les violoncellistes Henri Demarquette, Philippe Muller, Martti Rousi et Boris Andrianov, le corniste David Guerrier, le Quatuor Rus et le Quatuor Manfred.

Il est invité aux festivals de Lugano (Suisse), Pietrasanta et Cortona (Toscane), Lelystad (Flevoland, Hollande), Athènes, Syros et Hydra (Grèce), Saint-Nazaire (France), Recife (Brésil) et donne des classes de perfectionnement en République Tchèque et en Bulgarie.

Egalement altiste, claveciniste, organiste et chef d’orchestre, en 2006-2008 il se dédie à l’étude de l’oeuvre de Jean-Sébastien Bach pour l’orgue, dont il fait plusieurs transcriptions.

Anton Martynov est co-directeur artistique de la Saison Rive Gauche Musique à Paris depuis sa création en 2009.