Latem 2002 dobre występy Martineza zarówno w lidze Kostaryki, jak i w reprezentacji Kostaryki (młodzieżowej a niedługo potem seniorskiej), zostały zauważone przez trenerów Brescii Calcio i 15 września Gilberto podpisał kontrakt z tym klubem z Serie A. W lidze zadebiutował w 1. kolejce ligowej, 6 września w przegranym 3:4 wyjazdowym meczu z Parmą. Łatwo wywalczył sobie miejsce w składzie i zagrał we wszystkich 34 meczach ligowych i tylko jeden raz został zdjęty z boiska przed czasem. Brescia zajęła 9. miejsce w lidze i dzięki temu trafiła do Pucharu Intertoto. W sezonie 2003/2004 Gilberto zagrał w 30 meczach i zajął z Brescią 11. miejsce w lidze. Zespołowi nie udało się natomiast awansować do Pucharu UEFA i odpadł on w jeden z wcześniejszych faz Pucharu Intertoto. Sezon 2004/2005 nie był dla Brescii i Martineza udany. „Biancoazzurri” zajęli przedostatnią, 19. pozycję w lidze i spadli do Serie B. Jedynym małym pocieszeniem dla Gilberto był fakt, iż zdobył swoją premierową bramkę w Serie A – 5 grudnia 2004 w wyjazdowym wygranym 3:1 meczu z Regginą Calcio. Martinez latem nie opuścił zespołu i zdecydował się grać w nim w Serie B. Brescia zajęła jednak dopiero 10.