Ο προμαχώνας Μαρτινέγκο βρίσκεται στο νοτιότερο σημείο του οχυρού περιβόλου. Πήρε το όνομά του από τον Gabriele Tadini Martinengo.
Ο προμαχώνας έχει συμμετρική διάταξη, με ίσες τις πλευρές των μετώπων του, δυο ημικυκλικά τμήματα και δυο χαμηλές πλατείες. Σύμφωνα με τη σχεδίαση του Giulio Savorgnan, τόσο προς την ανατολική όσο και προς τη δυτική χαμηλή πλατεία οδηγούσε θολοσκεπής στρατιωτική πύλη. Όταν όμως κατά την τελευταία δεκαετία του 16ου αι., αυξήθηκε με νέες επιχωματώσεις η επιφάνεια του "λαιμού" του προμαχώνα, ώστε να κατασκευαστεί επάνω σ' αυτόν ο τεράστιος επιπρομαχώνας Μαρτινέγκο, προέκυψε η ανάγκη να επιμηκυνθούν ανάλογα οι υπόγειες θολοσκεπείς διαβάσεις των πυλών. Φαίνεται ότι το έργο ήταν πολύ μεγάλο σε μια χρονική στιγμή που τα πράγματα ήταν ιδιαίτερα δύσκολα για τους Βενετούς. Έτσι επιμηκύνθηκε μόνο η μια πύλη, αυτή που οδηγούσε στην ανατολική χαμηλή πλατεία. Προκειμένου να εξασφαλιστεί η σύνδεση της δυτικής χαμηλής πλατείας με το ισόπεδο του προμαχώνα, κατασκευάστηκε στη δυτική πλευρά της ένα κεκλιμένο επίπεδο. Η αντίστοιχη πύλη δεν ολοκληρώθηκε ποτέ και από τότε χρησιμοποιήθηκε ως αποθηκευτικός χώρος.
Σήμερα στον προμαχώνα Μαρτινέγκο υπάρχουν αθλητικές εγκαταστάσεις, ενώ πάνω στον επιπρομαχώνα βρίσκεται ο τάφος του συγγραφέα Νίκου Καζαντζάκη.