Fáradhatatlanul gyógyított, és egyre ismertebbé vált. A népszerűség elől menekülve kereste meg 1594-ben a domonkosokat. Származása miatt az érvényben levő előírások értelmében nem lehetett sem pap, sem segítő fogadalmas testvér, csupán a harmadrendbe léphetett be.
Ettől kezdve a rendházban folytatta szolgálatát: napközben betegeket ápolt, az éjszaka nagy részében pedig imádkozott és virrasztott. Odaadó gyógyításának híre ment, és a kolostorban is mind többen keresték fel, szegények és gazdagok egyaránt.
Idővel a domonkos kolostor inkább hasonlított kórházhoz, mint monostorhoz: szinte minden cellában betegek feküdtek. Bár a szerzetesek is elismerték Márton munkáját, a pior úgy döntött, a rengeteg beteget elküldi a házak falain kívülre. Márton ekkor húga otthonát alakította át kórházzá. Testvérével együtt emellett árvaházat, szegénykonyhát és számos egyéb karitatív intézményt nyitott Limában a társadalom legkülönbözőbb rétegei számára.
A perui alkirállyal kiépített jó kapcsolata nagymértékben segítette munkáját. Vezeklései, a szünet nélküli munka, a napi két-három óra alvás felemésztette energiáit. Egy betegétől kapta el a halálát okozó tífuszt. 1639. november 3-án hunyt el.
