Мартыненко в сентябре 1996 года Указом Президента Украины был назначен судьей Конституционного Суда Украины, а потерял статус судьи КС 17 февраля 2001 года.
Он участвовал в разработке ряда законопроектов, в частности Закона о языках в УССР, Концепции Договора о Содружестве Суверенных Государств, Декларации о государственном суверенитете Украины, Конституции Украины, Закона о Конституционном Суде Украины.
Прощание с Петром Мартыненко состоится 16 июля в 12:00.