В августе и сентябре 1896 г. полиция наносит новый удар «Союзу борьбы»: арестовываются Н. К. Крупская, М. А. Сильвин, Ф. В. Ленгник, С. И. Радченко и другие — всего свыше ста человек. В ночь на 3 сентября 1896 г. был арестован и Л. К. Мартенс.
В течение нескольких месяцев опытные жандармы, которым было поручено дело «Союза борьбы», десятки раз допрашивали Л. К. Мартенса. Однако ни угрозами, ни обманом, ни запугиваниями им не удалось сломить его волю. Мартенс упорно отказывался от «откровенных показаний».
Сохранилось несколько писем, посланных Мартенсом из этой тюрьмы сестре Ольге. «Вчера пришлось пережить, — писал он, — неприятный день. Сегодня меня оставили в покое; сижу в отведенной для меня одиночной камере и читаю «Геологию» Лайеля… Чтение удивительно сокращает время, и те 18 дней, которые я здесь уже пробыл, прошли для меня незаметно…»
В Доме предварительного заключения Л. К. Мартенс содержался до конца декабря 1896 г. 24 декабря по состоянию здоровья он был освобожден под залог и уехал к матери в Славянск. 31 мая 1897 г. дознание о Мартенсе было закончено и препровождено прокурору Судебной палаты. Мартенс был доставлен под конвоем из Славянска в Петербург. 3 ноября 1897 г. дознание по делу о «преступном сообществе «Союз борьбы за освобождение рабочего класса»» было направлено Министерством юстиции в Министерство внутренних дел. Решено было подвергнуть Л. К. Мартенса тюремному заключению сроком на один год и выслать после отбытия наказания за границу как «неблагонадежного в политическом отношении иностранца» без права возвращения в Россию.
* * *
Осенью 1899 г. бывший студент 4-го курса Технологического института 24-летний Людвиг Мартенс был выслан из пределов России. Начался 20-летний период эмиграции.
Германское подданство, позволившее Л. К. Мартенсу избежать сибирской ссылки, не спасло его, однако, от «прелестей» прусской военщины. Сразу же после приезда в Германию его мобилизуют в армию и в течение двух лет — до 1901 г. — Л. К. Мартенс отбывает воинскую повинность. В 1901–1903 гг. он учится в политехническом институте в Шарлоттенбурге, а затем в качестве инженера поступает работать на завод. В 1904 г. Л. К. Мартенс помещает в одном из немецких технических журналов свою первую статью. Занимается он и изобретательством в области моторостроения. Однако попытка реализовать свое первое изобретение наталкивается на отсутствие средств, «Нет ни денег, ни кредита», — писал он по этому поводу своей сестре.
В эти годы среди русских эмигрантов, которым удавалось более или менее сносно устроить за границей свою личную жизнь, было немало таких, которые постепенно не только отрывались от русского революционного движения, но и вообще отходили от всякой политической деятельности. Но для Мартенса молодого революционера, работавшего в рядах ленинского «Союза борьбы за освобождение рабочего класса», выбор был сделан раз и навсегда. Для него не было другой жизни, кроме той, которая была связана с борьбой за счастье народа, борьбой за идеи социализма. 11 декабря 1902 г. он пишет своей сестре: «Великая плодотворная идея социализма до основания революционизирует умы и миросозерцание. Уже занимается заря великого будущего, и переживаемый нами момент представляет собой один из этапов борьбы за это будущее, который значительно приблизит нас к нему. Тебе ясна моя настоящая позиция, моя повторяющаяся исходная точка. Я счастлив, потому что доволен, а доволен потому, что пристал к недовольным».