W październiku został aresztowany pod zarzutem zdrady wobec hiszpańskiego rządu, cztery miesiące później skazano go na sześć miesięcy pozbawienia wolności (przyznał się do winy).
Jego matka wysyłała do rządu listy, a ojciec konsultował się ze znajomym prawnikiem, aby wyciągnąć syna z więzienia – starania te okazały się nieskutecznie. W więzieniu Martí podupadł na zdrowiu m.in. z powodu ran wywołanych przez łańcuchy, którymi krępowano jego nogi. W związku ze złym stanem zdrowia przeniesiono go w inną część Kuby, Isla de Pinos, a krótko po tym zadecydowano o repatriacji Martíego do Hiszpanii. Pisał tam artykuły krytykujące hiszpańską okupację Kuby, a także studiował prawo.
W Hiszpanii ukończył studia, zdobywając licencjat nauk humanistycznych i dyplom specjalisty od prawa cywilnego. Następnie udał się do Francji, na Kubę wrócił w 1877 roku pod fałszywym nazwiskiem. Po kłopotach związanych ze znalezieniem pracy, ostatecznie przyjął posadę wykładowcy historii i literatury w mieście Gwatemala.
W 1880 roku Martí przeprowadził się do Nowego Jorku, gdzie pełnił funkcję urugwajskiego, paragwajskiego i argentyńskiego konsula.