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Nacida en David, Chiriquí, inició su carrera boxística en el 2006 a la edad de 15 años en el Gimnasio Municipal de Antón. Es una boxeadora panameña, quien fue campeona en peso supergallo de la Asociación Mundial de Boxeo. En abril de 2011, se corona campeona mundial supergallo de las 122 libras (55.34 kilos) por la Asociación Mundial de Boxeo tras vencer por decisión unámine a trinitense Lisa Brown.
En este combate Chantal es derribada en el octavo asalto, pero se recupera inmediatamente para finalizar los diez asaltos reglamentarios. El puntaje de los jueces fue de 97-93, 95-94 y 95-94, todos a favor de La Fiera. Chantal declaró luego de este combate "les doy gracias a Dios, a mis entrenadores que hicieron el trabajo y estoy feliz de ser campeona mundial".
En junio 2011, en combate realizado en su natal Chiriquí, defiende su título exitosamente al vencer por nocaut técnico a la colombiana Paulina Cardona en el octavo asalto.3 En septiembre de 2011, Chantal Martínez revalida su título de campeona de la Asociación Mundial de Boxeo al vencer a la dominicana Marilyn La Cachorrita Hernández, en un combate que duró diez asaltos, llevado a cabo en la Arena Roberto Durán, en la ciudad de Panamá. Fungió como árbitro en esta pelea la argentina Romina Arroyo , quien se convirtió en la primera mujer en dirigir peleas de título mundial en Argentina.
Los jueces dieron la pelea por decisión unánime a Chantal Martínez: el nicaragüense Enrique Portocarrero por 98-92, el peruano Danilo Dongo por 98-94 y la estadounidense Carla Caíz por 96-94.