В начале сезона-2013 Мартич вновь мучали локальные проблемы с готовностью: свой первый матч в одиночном разряде Петра выиграла лишь в апреле — на старте европейского грунтового сезона. Неудачи преследовали хорватку и дальше и к Roland Garros она с трудом удерживалась в Top200. Несколько удачнее были парные соревнования: в середине апреля, вместе с Кристиной Младенович. Мартич дошла до финала турнира в WTA в Марракеше, а следом сыграла в четвертьфинале крупного приза в Риме. В начале июня — со стартом серии травяных турниров — рейтинговое падение удалось замедлить: Петра выиграла 75-тысячник в Ноттингеме, переиграв в титульном матче Каролину Плишкову. Следом — на Уимблдоне — хорватка пробилась в третий круг как в одиночном, так и в парном разряде: причём в одиночном разряде Мартич лишь воспользовалась удачной сеткой, а в паре Петра и Эжени Бушар переиграли для этого весьма сильную пару Кара Блэк / Марина Эракович. Отрезок сезона с июля по октябрь прошёл без сколько-нибудь заметных успехов, что привело к перестановкам в тренерском штабе. Ход себя мало оправдал и в 2014 году падение продолжилось — к концу 2014 года хорватка с трудом удержалась во второй сотне одиночного рейтинга, всё более насыщая свой календарь соревнованиями тура ITF, где, впрочем, её успехи были также крайне невелики. В паре качество результатов также упало, но Мартич смогла сохранить своё место в первой сотне рейтинга.
Рейтинг на конец года
| Год | Одиночный рейтинг | Парный рейтинг |
| 2015 | 144 | 101 |
| 2014 | 179 | 97 |
| 2013 | 116 | 83 |
| 2012 | 59 | 58 |
| 2011 | 49 | 97 |
| 2010 | 144 | 86 |
| 2009 | 84 | 139 |
| 2008 | 214 | |
| 2007 | 325 | |
Выступления на турнирах
Финалы турниров WTA в одиночном разряде (1)
Поражения (1)
| Легенда: |
| Турниры Большого Шлема (0) |
| Олимпиада (0) |
| Итоговый чемпионат года (0) |
| Premier Mandatory (0) |
| Premier 5 (0) |
| Premier (0) |
| International (0) |
| Титулы по покрытиям | Титулы по месту проведения матчей турнира |
| Хард (0) | Зал (0) |
| Грунт (0) |
| Трава (0) | Открытый воздух (0) |
| Ковёр (0) |
| № | Дата | Турнир | Покрытие | Соперница в финале | Счёт |
| 1. | 4 марта 2012 | Куала-Лумпур, Малайзия | Хард | Се Шувэй | 6-2 5-7 1-4 — отказ |
Финалы турниров WTA 125 и ITF в одиночном разряде (5)
Победы (3)
| Легнда: |
| WTA 125 (0+1) |
| 100.000 USD (1+1) |
| 75.000 USD (2+1) |
| 50.000 USD (0+3) |
| 25.000 USD (0) |
| 10.000 USD (0) |
| Титулы по покрытиям | Титулы по месту проведения матчей турнира |
| Хард (0+3) | Зал (0) |
| Грунт (2+3) |
| Трава (1) | Открытый воздух (3+6) |
| Ковёр (0) |
| № | Дата | Турнир | Покрытие | Соперница в финале | Счёт |
| 1. | 7 июля 2008 | Загреб, Хорватия | Грунт | Ивонн Мойсбургер | 6-2 2-6 6-2 |
| 2. | 7 сентября 2009 | Бьелла, Италия | Грунт | Шэрон Фичмен | 7-5 6-4 |
| 3. | 10 июня 2013 | Ноттингем, Великобритания | Трава | Каролина Плишкова | 6-3 6-3 |
