Haaland scoorde nadat Enzo Fernandez, in een buitenspelpositie, probeerde om Josko Gvardiol's voorzet met zijn hoofd te raken maar geen contact maakte, terwijl Martinez naar Fernandez werd getrokken op het moment dat de bal naar de City-aanvaller aan de achterpost kwam.
De beslissing bleek cruciaal, met United die geen weg kon vinden langs de tien man sterke City ondanks de rode kaart voor Phil Foden in de 23ste minuut.
"Hij was daar, ik ging naar hem toe omdat hij daar voor me stond, dus daarom was Haaland vrij aan de achterzijde," vertelde Martinez later aan Sky Sports.
De Argentijnse international, nog steeds zichtbaar gefrustreerd, zei dat de nederlaag vooral moeilijk te verwerken was gezien de manier waarop het doelpunt tot stand kwam.
"Ik wil me nu beheersen, maar het is zo moeilijk. Het is zo moeilijk omdat je verliest. Je verliest een derby, je verliest drie punten thuis."
Martinez betwijfelde de bredere standaard van de arbitrage in de Premier League, ondanks dat hij de algehele kwaliteit van de competitie erkende.
"Elke seizoen komen ze naar onze club en zijn er discussies over de regels. Dan, daarna, maken vijf of zes mensen dit soort fouten in de Premier League," zei hij. "Ik zeg dit omdat het de beste competitie ter wereld is. Je hebt de beste teams ter wereld, de beste spelers ter wereld, en nu moeten we naar huis met deze onrechtvaardigheid."
De verdediger legde de split-second beslissing uit die hij moest nemen in de opbouw naar het doelpunt, met twee City-spelers die de zestien bezetten.
"Het is moeilijk omdat ik daar twee spelers had en Haaland achter me was. Ik was 50/50 en ik moest de eerste man voor me nemen. Dus als hij er niet is, ga je naar Haaland. Zo simpel is het."
"Maar laten we zien wat ze nu willen zeggen. Laten we zien. Ik wil horen waarop hun beslissing is gebaseerd."
De opmerkingen van Martinez kwamen kort voordat het arbitrageorgaan van de Premier League een "fout in beoordeling" toegaf bij het toekennen van het doelpunt, en erkende dat de VAR een beoordeling op het veld had moeten aanbevelen.