После окончания академии Василий Иванович Мартынов поступил в адъюнктуру по кафедре боевого применения и эксплуатации радиовооружения. После успешной защиты диссертации продолжил службу в академии. Прошел должности преподавателя, старшего преподавателя кафедры эксплуатации авиационного РЭО. Заметный вклад в дело руководства кафедрой он внес, будучи заместителем начальника кафедры.

Помимо профессионализма и педагогического опыта В. И. Мартынову были присущи такие качества, как доброе отношение к коллегам, коммуникабельность и порядочность. Это послужило основанием для выдвижения его секретарем партийного комитета академии, а затем назначения заместителем начальника политического отдела академии.

В годы руководства В. И. Мартынова факультетом авиационного радиоэлектронного оборудования личный состав кафедр успешно решал поставленные командованием задачи. Важнейшими из них на тот период были: подготовка и организация обучения руководящего инженерного состава, развертывание широкого комплекса научно-исследовательских работ по перспективам развития авиационного РЭО, усиление связи факультета со строевыми частями ВВС, эксплуатирующими современную авиационную технику, разработка различных методических указаний, регламентирующих учебный процесс, и другие.

Василий Иванович Мартынов был одним из инициаторов создания межкафедральных комиссий для выработки единого подхода к преподаванию смежных вопросов в учебных дисциплинах различных кафедр.

Автор учебников и учебных пособий, широко используемых в учебном процессе в академии и вузах ВВС

Награжден 2 орденами Красной Звезды, орденом «За службу Родине в Вооруженных Силах СССР» 3 степени, 2 медалями «За боевые заслуги», медалями СССР, а также медалями ряда иностранных государств.