O concurso iniciou-se com uma prova de scratch de apenas 30 voltas: Uma distância tão curta convidou a uma gestão conservadora da corrida, sem qualquer ataque. Isto elevou o nervosismo para a fase final, o que resultou em duas quedas, nas duas voltas finais. Maria Martins escapou aos acidentes e foi a sexta classificada.
A segunda prova do omnium, a corrida tempo, foi completamente diferente do scratch, com ataques desde a volta inicial. A responsabilidade foi das corredoras que caíram na prova anterior e que estavam em condições físicas de tentar a reviravolta na classificação geral. Numa disputa de grande intensidade, Maria Martins não conseguiu pontuar em qualquer um dos sprints, mas esteve no pelotão da frente, o das corredoras que dobraram as restantes. A portuguesa foi a oitava classificada na corrida tempo.
Com um desempenho de grande personalidade, sempre na primeira metade do pelotão, Maria Martins conseguiu o quinto lugar na eliminação. Foi um resultado que permitiu à portuguesa entrar na última prova, a corrida por pontos, no sexto posto da geral do omnium, apenas a seis pontos dos lugares de pódio.
A corrida por pontos foi o espelho da elevada competitividade do omnium olímpico, uma vez que conseguiram pontuar 13 das corredoras presentes. Maria Martins pontuou em três sprints e ainda tentou ganhar uma volta, envolvendo-se numa das duas fugas da corrida de 20 quilómetros (80 voltas). A portuguesa chegou ao sprint final em condições de lutar pela quinta posição, sendo apenas ultrapassada nos metros finais.
Maria Martins estreou-se em Jogos Olímpicos com a sétima posição, totalizando 95 pontos. A vitória pertenceu à americana Jennifer Valente, que comandou desde a primeira corrida, fechando a competição com 124 pontos. A japonesa Yumi Kajihara, campeã mundial em título, ficou com a medalha de prata, mercê dos 110 pontos conquistados. A veterana holandesa Kirsten Wild fechou o pódio, com 108 pontos.
O selecionador nacional, Gabriel Mendes, manifestou-se "satisfeito e orgulhoso por todo o trabalho desenvolvido e pelo desempenho da corredora. A Maria Martins teve uma prestação excelente, esteve soberba! Conseguiu um concurso de omnium de excelência, premiado com o merecido diploma olímpico. A Maria conseguiu transpor para esta pista todo o trabalho de preparação. Foi um concurso muito difícil e intenso. Por um lado, devido ao elevado nível e homogeneidade de rendimento das atletas. Mas também pelo pouco tempo de recuperação entre corridas, especialmente porque, apesar de climatizado, o velódromo registava temperaturas de 26 graus e uma humidade de 75 por cento, o que acentuou o desgaste", afirmou o responsável.
"Para ser sincera, ainda estou a tentar assimilar todas as sensações que hoje estou a viver. Estar nos Jogos Olímpicos foi a concretização de um sonho. Conseguir um diploma foi outro sonho que se realizou. Estou a viver dois sonhos de uma só vez e, por isso, posso dizer que este é o dia mais feliz da minha vida", confessou Maria Martins, depois de participar na cerimónia de encerramento, "um momento muito bonito e emotivo".
