La carrière politique d'Henri Martel est tout aussi importante que sa carrière syndicale. Elle débute réellement en 1931 quand il accède au conseil municipal de Waziers (Nord) et au conseil d'arrondissement pour le canton de Douai-Nord. Remarqué par la direction du Parti communiste français (PCF), Martel connaît alors une promotion rapide. Nommé en août 1932 membre suppléant du Bureau politique du PCF, il est élu au comité central en 1936.
Son rôle au niveau national est assez limité : il préfère consolider l'implantation du Parti communiste dans le Nord et en particulier dans le bassin minier. Martel est cependant élu député lors des élections de 1936. À la Chambre, il siège à la commission des mines et de la force motrice, déposant de nombreuses propositions de loi en faveur de ses anciens camarades de travail.
Député du Pas-de-Calais en 1945, il est signataire et rapporteur de la loi de nationalisation des houillères. Il cumule alors une impressionnante série de fonctions : maire de Sin-le-Noble (Nord), conseiller général du canton de Douai-nord (1945-1971), président du syndicat CGT des mineurs du Nord, secrétaire adjoint de la Fédération du sous-sol : il continue à mener de front carrière politique et carrière syndicale. Conseiller de la République de 1946 à 1951, il obtient ensuite plusieurs mandats de député avant de se retirer définitivement de la vie parlementaire en 1967. Il reste maire de Sin-le-Noble jusqu'en 1977.
