Se Gelson Martins fez sua pré-formação no Benfica (2008-2010), foi com o rival Sporting que o natural de Cabo Verde subiu as escadas que levam ao futebol profissional. Após ter acumulado 45 convocações pelas seleções de base, ele estreou com a principal em 2016, logo após a vitória dos portugueses na Euro. Um ano antes, ele estava dando seus primeiros passos no time profissional do Sporting. 140 jogos, 27 gols e 21 convocações mais tarde, o atacante se juntou ao Atlético de Madri no verão de 2018. Foi do clube espanhol que Gerslon Martins assinou com o AS Monaco em janeiro de 2019, sob a forma de um empréstimo.